非轴对称载荷作用下任意弹性边界圆板弹性动力响应

利用模态迭加法得出了任意弹性边界圆板在非轴对称横向集中阶跃载荷作用下弹性动力响应的精确解，作为算例，给出简支圆板在非轴对称载荷作用下板上典型点的挠度与时间的关系曲线。     

基于频响函数矩阵计算阻尼系统动力响应的新方法

首先引入模态坐标变换及矩阵函数变换,将阻尼系统转化为无阻尼系统,再通过分析无阻尼系统的模态参数的特点,推导出计算其频率响应矩阵的公式,然后使用矩阵函数逆变换和模态坐标反变换,推导出原阻尼系统响应的精确表达式,本文方法应用于经典阻尼系统时,取得了与传统的振型迭加法等价的解析表达式,同时对于无法直接使用振型迭加法处理的非经典阻尼系统,也获得了解析解。数值算例表明了本文方法的正确性及有效性。     

铁路车辆车轮高频振动2D轴对称模型计算分析

文中采用2D轴对称模型对车轮进行模态分析,以此为基础用模态迭加法计算车轮的动态响应。计算车轮动柔度代表车轮振动响应。在计算车轮动态响应时,不仅考虑了车轮的弹性模态,也考虑了车轮的刚体模态。论文深入分析了振动响应计算采用轮对和车轮模态的不同特点,在此基础上提出了改进方法。计算结果表明:包含车轴的模态和车轮的刚体模态对2000 Hz以下频段振动响应有影响。利用单个车轮和轮对的混合模态得到车轮振动响应与轮对计算结果在50-5000 Hz频率范围良好一致。     

基于结构加速度误差最小化的声学预测模型修正

针对FEA（有限元分析）声学预测方法,提出了基于结构加速度响应误差最小化的声学预测模型修正方法。以模态迭加法为基础,结合模态应变能模态阻尼识别和频域载荷识别原理,重构了FEA声学预测模型,通过遗传算法优化结构损耗因子,使结构加速度响应计算值与实验值误差最小化,从而识别系统模态阻尼比及激励力,实现对声学预测模型参数的修正。将该方法与传统计算方法预测结果对比,结果表明：该方法可以精确识别系统模态阻尼和激励力,提高模型预测精度。     

与静力子结构结合的 Ritz 向量直接迭加法

本文把Ritz 向量直接迭加法同静力子结构相结合,不形成也不存贮总体刚度、质量矩阵,使动力分析在子结构的层次上进行,降低了对计算机内存容量的要求。本方法在有限元和Ritz向量直接迭加法的基础上,没有引入新的假设,因此,比起传统的求解大型结构固有振动的模态综合法来精度是有保证的。     

超大型冷却塔随机风振响应分析

冷却塔在随机风荷载激励作用下,动力响应具有小变形、弱非线性特点,固有频率在低频段密集分布,模态之间耦合效应较为明显.基于冷却塔刚体模型表面同步测压风洞试验结果,以非定常气动力作为输入荷载,考虑冷却塔多模态之间耦合效应,利用虚拟激励法和振型迭加法进行结构随机风振响应分析.定量地比较了结构风振响应中背景分量和共振分量的贡献,研究了参振模态数目、力谱交叉项和结构阻尼比等参数的作用效果,并与冷却塔气弹模型测振风洞试验结果进行了比较.     

随机参数结构在随机荷载激励下的动力响应分析

研究了基于概率的工程结构动力响应分析方法。利用振型迭加法导出了结构物理参数和作用荷载幅值同时具有随机性时结构动力响应随机变量的数字特征计算表达式，并提出了求解方法。通过算例考察了结构物理参数和作用荷载的随机性对结构动力响应的影响，表明文中提出的计算模型和方法是正确与可行的。     

附连水效应的分析及其弱耦合项的处理

在附连水效应的分析中,不可压流体的有限单元方法中,有两个问题:(Ⅰ)导致充满的附连水质量矩阵,从而破坏了结构矩阵的稀带性(Ⅱ)需要用大量的三维有限元去模造围绕结构的流体。本文采用了流体有限元模型的Guyan减缩并忽略其弱耦合项的方法来克服上述困难,实例计算表明,所得计算结果完全达到工程精度。本方法可用于模态迭加法来计算船舶、海洋平台等工程结构的动力响应问题。     

EPB盾构机推进系统振动响应分析

盾构机推进系统可以看作一个振动系统,为了研究土压平衡式（earth pressure balance, EPB）盾构机推进系统对初始条件的振动响应,用模态迭加法推导了无阻尼系统对初始条件的振动响应计算公式,在此基础上考虑地基弹簧的影响建立了五自由度无阻尼EPB推进系统振动模型,并推导了该振动模型对初始条件的振动响应.分析算例振动响应得出了绕X轴和Y轴的初始角度对推进系统的姿态影响很大.当初始角度为1°时,盾构机推进系统就会发生高达2753°的偏转,这样对盾构机姿态角的调整会产生很大的挑战,甚至会使盾构机偏离计划路线太多无法完成掘进工作.研究结果对工程上EPB盾构机掘进过程中姿态角调整具有一定理论指导意义.     

复杂多塔结构风致响应研究

基于刚性模型风洞测压试验的结果,对一个多塔结构进行风致响应研究,采用平稳激励下随机振动的模态叠加法(CQC法)进行计算.分析了结构的风致响应,计算结果表明:多塔结构各个塔顶之间的风致响应随风向具有类似的变化规律,最大总位移及加速度出现时风向基本相同;前两阶侧向弯曲振型和第三阶扭转振型对应的共振分量贡献了动力响应的主要能量.     

薄壁圆柱壳构件受迫振动的响应特征研究

针对固支-自由约束条件下受径向谐波激励或径向冲击激励的薄壁圆柱壳构件,开展其受迫振动下的响应特征分析。首先基于Love壳体理论建立了薄壁圆柱壳构件的动力学模型,然后,根据固支-自由约束条件特点,采用轴向梁函数和周向三角函数组合的振型函数以及振型叠加法,获得了考虑粘性阻尼的薄壁圆柱壳模态坐标振动方程,进而求解受径向谐波激励或冲击激励的振动响应。通过一个具体算例,进行了不同位置上的响应幅度与相位的变化分析,并对比了模态阻尼比和激励力幅值对响应幅值的影响。     

船体薄壁梁弯扭运动的水弹性动力分析

本文以船体薄壁梁理论和二维流体直接边界元方法为基础，建立一个用于薄壁梁型船舶结构在水上运动的流固耦合作用的计算模型，将流体对结构的作用处理为集束的附加质量阵，迭加到结构的一致质量阵之中，用迭代的方法求得船体在水上运动的湿固有频率和模态，进而得到了其动力响应。     

基于Hilbert-Huang变换的大跨桥梁非线性抖振响应时频分析

以新疆赛吾迭格尔悬索桥为工程背景,研究非线性抖振响应的时频特性。提出了Fourier变换识别桥梁抖振响应的频谱的失真问题,从信号分析的角度寻找失真的原因,从结构动力学角度探讨响应非平稳性的导因。为解决这个问题,引入Hilbert-Huang变换(HHT变换)分析响应的边际谱。并分析HHT变换中经验模态分量的时频,从风工程角度探讨经验模态分量的物理意义。分析结果表明,大跨桥梁的颤抖振响应具有一定的非平稳性,HHT变换识别抖振响应的频谱时比Fourier变换精度更高。     

基于高频天平测力试验的500kV单回路输电塔风致响应研究

基于高频测力天平风洞试验的结果,采用平稳激励下随机振动的模态叠加法,计算了典型500kV单回路酒杯型输电塔的风致响应。结果表明：输电塔结构顺风向和横风向脉动位移响应、加速度和基底弯矩值都较大,横风向响应值甚至大于顺风向。各个方向一阶振型在响应中起主导作用。位移阵风响应因子和基底弯矩响应因子随风向变化趋势相近,顺风向关键节点位移响应因子最大值不超过1.8,弯矩响应因子约为1.5。     

用双向三角级数法解悬臂矩形薄板在静水压力下的弯曲

1979年以来清华大学张福范教授等用迭加法陆续得出了悬臂矩形板在均布荷载和一些集中荷载作用下的解析解。本文作者拟用不同于迭加法的另一种方法——双向三角级数法来求解悬臂矩形板在静水压力作用下的的挠度,文中并说明了用这种方法求解矩形板在任意板面分布荷载作用下的挠度的一般步骤。     

基于有限元素法的小尺度封闭空间低频声传递函数求解方法研究

如何求解封闭空间中声源点到接收点的低频声传递函数已成为目前小尺度封闭空间可听化技术研究的关键问题。具有较高计算精度并能够处理任意结构形状的有限元素法可作为求解该问题的合适的方法。本文推导出了小用于小尺度封闭空间低频声传递函数的有限元素求解方法,并编制了相应的计算机程度。最后的算例中通过与经典模态迭加法给出的结果进行比较,验证了该方法的正确性。     

基于完全概率的随机桁架结构动力响应分析

提出了一种求解随机桁架结构在随机荷载作用下动力响应概率密度函数的方法.通过对随机参数桁架结构的有限元分析,获得了结构的质量阵与刚度阵,利用振型迭加法导出了结构的物理参数、几何参数、外荷载幅值及频率同时具有随机性时,结构动力响应随机变量的表达式,应用随机向量函数的概率分布函数表达式,通过逐步求解的策略,获得结构动力响应的概率密度函数.算例结果与Monte-Carlo模拟法结果比较表明,该方法具有较高的精度及效率.     

模糊随机桁架结构在模糊随机激励下的动力响应

研究了模糊随机参数桁架结构在模糊随机荷载激励下的复合模糊随机振动动力响应的问题。同时考虑结构的物理参数、几何尺寸和外载荷幅值的模糊随机性,从Duham e l积分式出发,利用振型迭加法求出了结构动力响应模糊随机变量的表达式;再由随机函数的矩法推导出结构模糊随机动力响应的模糊数字特征。最后,通过算例考察了结构参数和作用荷载的模糊随机性对结构动力响应的影响,并用M on te C arlo数值法对算例进行模拟,验证了文中模型和分析方法是可行有效的。     

轨道结构的弹性支承交梁系模型

本文提出轨道结构的弹性支承交叉梁系模型，并对其进行静力分析。计算并讨论各部分弹性对轨道结构的影响，通过迭加法计算列车通过时轨道结构的受力。     

一种粘性阻尼系统频域响应灵敏度计算方法

给出了一种粘性阻尼系统频域响应灵敏度分析的双模态展开方法，引入与响应相对应的虚拟载荷，由两次模态展开得出频域响应灵敏度公式，为了减少模态截断误差，本文基于幂级数展开原理，又导出了一种双模态加速方法。数值示例表明，双模态加速法可大大提高模态截断时频域响应灵敏度分析的精度。