基于传递矩阵与有限元法对陶瓷电主轴转子动态特性的分析

目的求解170SD30-SY无内圈陶瓷电主轴转子的固有频率,分析转子动态特性．方法利用Prohl传递矩阵法、有限元法对陶瓷电主轴转子进行了固有频率的计算和仿真分析,并绘制位移与频率、刚度与频率曲线,对陶瓷电主轴转子动态特性进行分析．结果通过Prohl传递矩阵法求解的结果与有限元仿真结果对比,固有频率误差最大为12％,有限元分析得出转子前四阶振型,主轴前端振动范围及刚度与固有频率的变化趋势,从而便于研究预紧与振动之间的关系．结论通过计算与仿真验证,证实两种方法的可行性及有限元法便于求解分析,得出陶瓷电主轴的固有频率高于普通钢轴,增加刚度有利于固有频率的提高,为陶瓷电主轴转子的动态特性分析提供充分依据．     

复合材料抽油杆动力学分析的小波有限元法

利用小波尺度函数多分辨率和逼近精度高的特点,将小波有限元应用于复合材料数值分析中,建立了复合材料抽油杆小波有限元模型,推导了复合材料抽油杆小波单元刚度方程,求解了复合材料抽油杆横向振动前八阶固有频率,并将分析结果与ANSYS模拟结果进行比较。结果表明:小波有限元在复合材料数值模拟方面具有较高的计算精度。     

含裂纹结构模态分析的小波有限元法

针对常规有限元在描述裂纹尖端附近应力场方面的不足,提出了基于四边形奇异等参元的小波有限元新方法,该方法将小波有限元和断裂力学理论相结合,建立了含裂纹结构的小波有限元模型,推导了小波单元和裂纹单元的单元刚度矩阵,求解了该结构的前四阶固有频率及振型.将计算结果与ANSYS分析结果比较可知:采用小波单元的求解结果优于900个plane183单元,与1600个plane183单元求解结果吻合,相对误差不超过2%.这表明该方法可用较少单元获得较高计算精度,适宜工程奇异性问题的求解,具有一定的工程应用价值.     

随机参数链式机械系统动力特性分析

对求解结构固有频率的传递矩阵进行扩阶,推导了链式机械系统振动分析的扩阶传递矩阵算式．利用扩阶的传递矩阵和系统的边界条件建立了求解系统固有频率的高次代数方程,并应用数值方法求解．建立了随机性结构参数的链式机械系统动力特性分析模型,利用Monte Carlo数值模拟方法获得系统的特征值随机变量的数字特征．两个算例验证了这种模型的合理性和求解方法的正确性,计算出随机参数机械系统固有频的率均值和方差,分析了结构参数的随机性对系统动力特性的影响．     

基于有限元法的转轴裂纹故障诊断研究

采用有限元方法建立转轴的模型,并求解不同裂纹位置和不同深度的裂纹转子前三阶固有频率值.将裂纹位置、深度、前三阶固有频率作为BP神经网络的学习样本,训练出定量诊断裂纹的神经网络.以不同工况固有频率作为输入,用训练好的神经网络即可预测裂纹的位置、深度.研究表明:该裂纹诊断方法精度较高,稳定性较强,易于在工程实践中进行转子裂纹定量诊断.     

利用有限元法进行塔机起重臂的动态分析

根据塔机起重臂的实际结构，建立双弹簧悬吊超静定简支梁的力学模型，进行动态分析，并以TC80型塔式起重机为例，利用有限元方法求解，引入梁单元和边界单元，得到塔机起重臂的多阶固有频率和主振型，其结果对于塔机的动态响应分析具有实际意义。     

基于模态分析的印制电路板振动可靠性研究

采用有限元方法对印制电路板进行了模态分析,依据有效模态质量和模态振型分析了振动环境下配制电路板的薄弱环节．根据印制电路板的特点建立了有限元模型,通过模态分析得到了各阶固有频率与固有振型,然后利用有效模态质量找出了对系统响应影响较大的各阶模态．模态分析结果显示,该印制电路板的固有频率偏低．本文从安装方式和印制电路板材料属性方面分析了提高印制电路板固有频率的方法,通过改进设计能够有效地提高其振动可靠性．     

卧式圆形储油罐液固耦合模态分析

以油料运输中的主要工具铁路卧式圆形储油罐(卧式罐)为研究对象,应用液固耦合原理并以有限元分析软件ANSYS为工具,对装载不同深度有自由液面液体的卧式罐进行了模态分析与计算,得到了不同液体深度下油罐的固有频率及其前四阶固有频率的振形图.分析结果表明,卧式罐固有频率值随液体深度的增加而逐渐降低,用耦合法与平均密度法求解系统固有频率时,所得的计算结果差异较大.     

结构裂纹位置识别的模态分析

阐述了结构裂纹位置识别的模态应变能法,首先采用有限元方法分析了裂纹位置及深度对结构固有频率的影响,绘制了固有频率的改变量随裂纹位置的变化曲线,并且将该曲线与有限元分析获得的模态应变能分布曲线一及应变模态振型进行了对比分析,然后利用结构固有频率的改变对裂纹位置进行识别,讨论了不同的单元划分和不同模态阶数对裂纹位置识别的影响,对悬臂梁结构测试例子的分析表明,该方法能较好地识别具有单个裂纹结构的裂纹位置。     

电动振动台扩展台面的动力学性能分析

针对电动振动台系统中的部件——扩展台面，提出了一阶固有频率的有限元算法，建立了模态求解的数学方程式；并根据已有算法和数学方程进行了工程实例计算，计算结果与产品的实测数据吻合，为附加台面的有效设计提供了预评价方法。     

杆系结构动力问题的直接刚度法

本文从构造含有运行频率ω的形函数矩阵入手，建立了杆系结构动力问题的有限无。经验证、该方法所计算的固有频率有效率高，计算的精度也很高。     

一种改进的二维大地电磁场有限元数值模拟方法

目的提出一种改进的有限元算法,解决计算机处理地质资料时编程复杂、存储量大、运算速度慢、模型设计复杂等问题．方法采用有限元法对二维地电模型进行剖分,在计算网格的基本结构上,通过对泛函极值求解过程的分析,得出完全类似于有限差分法中的显式迭代格式．结果实验结果表明利用该方法计算的视电阻率值误差较小,在电场和磁场两种极化模式下有较高的分辨率．结论将迭代法应用于泛函求解过程中,避免了生成刚度矩阵,克服了传统有限元法在二维地电模型应用中存储量大,计算速度慢的缺点．     

电磁场分析中大型稀疏方程组迭代解法的改进

针对电磁场数值分析中的大型稀疏对称线性方程组,尤其是求解棱边有限元法生成的奇异方程组,通过时谐涡流场实例计算,比较了目前文献中出现的各种预处理共轭梯度算法,提出了一种改进的预优处理的不完全乔列斯基分解共轭梯度算法,并得出了分别适用于节点有限元与棱边有限元离散方程组的最优预处理共轭梯度算法。最后对非对称方程组的求解进行了讨论。     

基于数值模拟技术的C型弹簧管频率分析

针对直接影响压力仪表的精度和可靠性的敏感弹性元件C型弹簧管的静态固有频率,用ANSYS8.0软件对LY100-2.5MPa型压力表的C型弹簧管的结构进行了基于有限元法的模型建立,并应用该软件强大的灵敏度分析技术,对该弹簧管进行了模态分析,得出弹簧管短轴、壁厚、曲率半径和毛坯外径等主要结构参数对弹簧管前二阶动静态固有频率的影响,并找到了弹簧管固有频率和这些结构参数之间的关系,其分析结果对进行弹簧管和压力仪表减振设计和优化设计提供了准确的理论依据.     

Finite element model updating for large span spatial steel structure considering uncertainties

In order to establish the baseline finite element model for structural health monitoring, a new method of model updating was proposed after analyzing the uncertainties of measured data and the error of finite element model. In the new method, the finite element model was replaced by the multi-output support vector regression machine (MSVR). The interval variables of the measured frequency were sampled by Latin hypercube sampling method. The samples of frequency were regarded as the inputs of the trained MSVR. The outputs of MSVR were the target values of design parameters. The steel structure of National Aquatic Center for Beijing Olympic Games was introduced as a case for finite element model updating. The results show that the proposed method can avoid solving the problem of complicated calculation. Both the estimated values and associated uncertainties of the structure parameters can be obtained by the method. The static and dynamic characteristics of the updated finite element model are in good agreement with the measured data.     

考虑水体压缩性与不考虑水体压缩性坝水系统基频及振型的比较

本文利用有限元离散坝体与水体，给出了一种考虑水体压缩性时坝水系统基频的数值解法。对考虑水体压缩性与不考虑水体压缩性两种情况下坝水系统的基频及振型进行了比较。     

基于灵敏度分析的机枪结构动力修改研究

介绍了机械结构灵敏度分析的基本理论,探讨了用有限元法进行结构优化和灵敏度分析的一般过程．以某型机枪的枪架为例建立了有限元结构分析模型,选择枪架的弯曲刚度、扭转刚度和整枪的第一阶固有频率为性能约束,根据灵敏度分析结果,按高强度、轻质量的要求,选择出有效的设计变量进行了重量最轻和性能最优的结构优化．同时,利用试验测试数据对优化前后武器的动态响应进行了仿真对比．结果表明,优化后武器的射击频率与固有频率的匹配更加合理,提高了武器的射击精度．     

有限元法在密度流分析计算中的应用

本文用有限元法解二维密度流,并用二点显式方法求解.通过实例验证,本文提出的计算方法适用于入海口处的浅海长波的分析计算。     

基于振动冲击响应法的生物力学等效仿真软质材料的力学性能测试与分析

生物力学等效仿真软质材料力学性能的研究是研制动态仿真假人过程中的重要课题。针对软质材料硬度低、模量小和极易变形等特点,以纵向振动理论和共振原理为基础,提出了采用动态振动冲击响应试验法测试硅橡胶基软质材料的力学性能,搭建了软质材料力学性能的振动冲击测试平台,分析了对测试结果可能存在的影响因素。并对3组不同硬度的硅橡胶基圆柱形试件进行了测试,求得其固有频率和弹性模量。在试验的基础上,应用有限元软件对试件进行模态分析,提取出试件的1阶固有频率。将此参数与试验结果对比,两者误差很小,验证了所提方法的有效性和可行性。测试结果还表明软质圆柱形试件的固有频率与其长度成反比,与硬度成正比,这一结论对于软质圆柱形试件的动态分析研究有着重要的意义。     

有限元法在砌体结构分析中的应用

目的 研究有限元法在空间砌体结构分析中应用的可行性。并提出模拟砌体带裂缝损伤状态的有限元建模及分析方法．方法 进行砌体结构模型拟静力试验及脉动测试．并采用等效体积单元法对空间砌体结构模型进行有限元分析．在对有限元模型的优化更新研究中，以损伤状态下的识别刚度作为目标函数。根据结构位移、抗侧移刚度及外荷载三者的内在关系，通过调整弹性模量优化有限元模型来模拟砌体带裂缝工作状态，并对比拟静力试验及动态测试识别结果进行理论分析．结果 利用所提出的有限元建模及分析方法很好地模拟了砌体结构完好及带裂缝损伤状态下的工作特性．有限元模型计算分析结果与实测值具有良好的一致性．结论 采用等效体积单元（RVE）可以准确模拟空间砌体结构的材料特性．利用动态测试数据结合反演理论进行结构模型的优化更新方法可有效模拟砌体结构的带裂缝工作状态，并有效地考虑砌体材料的离散性问题。