转移轨道级的模态测试

转移轨道级是一个把航天飞机有效载荷转移到高地球轨道或星际轨道的上面级。为了进行耦合载荷分析需要对转移轨道级有限元模型进行试验验证。这个模型必须满足航天飞机边界条件。这些条件在各平动方向制约五个界面耳轴。由于转移轨道级尺寸以及设计、制作一个能代表航天飞机边界条件的夹具所需的费用与时间等原因,应用模拟自由一自由结构试验。由于未使用耳铀,测出0～50Hz自由-自由振型的相关度不能使耦合载荷分析模型完全有效。为了使这部分模型有效,选择残余柔度法。这个方法测出航天飞机边界条件所有约束位置的频响函数。尔后调整有限元模型,使之与自由一自由振型和剩余柔度项一致。本文介绍了剩余柔度法与模态试验结果,并描述了相关过程和获得有效载荷模型的方法。     

高空投送载体组合结构模态分析

针对高空投送载体组合结构,提出了"分段划分、绑定连接"的建模方法,借助有限元分析软件Abaqus建立了其有限元模型,并对其进行了自由边界状态的模态分析,得到了组合结构的前30阶固有频率及相应振型。分析结果显示出组合结构各部分振动的强弱分布及抗振薄弱区,揭示了不同固有频率下组合结构的振动模态特性,为后续进行投送载体的结构改进和优化设计提供理论依据。     

基于模态相关性和模型修改的发动机整机模态分析

建立了发动机实体和有限元模型,介绍了计算模态分析和模态相关性分析的一般方法与理论.对某发动机整机进行了计算模态分析,得到其计算模态频率以及相应的振型.通过试验得到试验模态频率及振型,对所建立的试验和计算模型的模态相关性进行了计算和评估,得到计算和试验模态间的MAC矩阵及各自由度上的Co-MAC结果;利用模态相关性结果,修正原始有限元模型,从而提高了其模拟实际结构的精度,并为基于此有限元模型的更高精度动态分析模型的建立奠定了基础.     

轿车车身顶棚的有限元模态分析

以力帆520车型为原型,建立其车身顶棚结构的有限元模型,运用有限元模态分析技术,并基于Hypermesh有限元软件计算,得到了200 Hz以下的低频段车身顶棚的模态频率及振型,根据振型图找出了轿车车身顶棚结构的薄弱环节,为车身的结构设计和改进提供了可靠的理论依据.     

某轨道试验车车架结构强度与模态分析

为检验用于标定实验的某轨道试验车车架是否符合设计要求,对其进行模态和静强度分析.首先,利用UG三维设计软件建立车架三维模型,然后,导入有限元分析软件ABAQUS中,建立有限元模型,并对车架进行自由模态分析和牵引工况、制动工况下的静强度分析,进而得出车架的固有模态频率和振型及最大应力、变形量的分布.结果表明:车架满足结构设计要求,并为特殊车辆结构设计提供了参考.     

土星V-发射脐带塔1/40缩比动力模型的振动特性

本文介绍了土星Ⅴ运载火箭及其脐带塔1/40动力模型弯曲振动试验的结果。还介绍了这些结构(单个结构和装在发射台上作为一个整体结构)的横向振动响应特性。文章确定了在频率10至300赫(相当于全尺寸结构的0.25至7.5赫)范围内的振型、共振频率和阻尼值。所给出的数据是在运载火箭加注推进剂和不加注推进剂这两种模拟质量条件下取得的。本文对模型作了说明并对在设计中应用的缩比方案作了讨论。本文列出了运载火箭和脐带塔1/40缩比模型头四个悬臂振型及其频率。在第一个共振情况下,塔在同它的对称平面不一致的平面内响应。整个结构的试验结果表明,尽管火箭和塔的悬臂振型处于低频范围内,火箭和脐带塔之间的耦合作用在高频时仍很强,而在低频(60赫以下)时则很弱。     

盘式制动器噪声、振动与声振粗糙度特性的复模态评价

建立了盘式制动器非线性有限元模型,分析了复模态,从振型、频率、负阻尼比、模态耦合、模态应变能等多维度评价其噪声、振动与声振粗糙度特性。结果表明：不同参数从不同角度都能反映模型模态的不稳定性;模型在1~15 kHz范围所有频段存在不稳定模态,且在1~3 kHz和12~13 kHz频段复特征值实部大,负阻尼比高,模态稳定性差;不稳定模态容易与相邻模态发生耦合,发生制动噪声概率大。     

防空导弹起落架结构振动特性仿真分析

为了研究导弹发射时起落架结构的振动特性问题,利用三维建模软件和有限元分析技术建立了防空导弹发射装置的刚柔耦合动力学模型,深入研究了起落架结构的振动响应和变形情况。通过模态分析和谐响应分析,获得了在燃气流冲击作用下起落架结构的振动频率、模态振型以及结构应力的频率响应曲线。经验证,仿真与试验数据相一致。研究结果表明:模型较好地反映了起落架结构的振动特性,为进一步研究发射装置振动,避免共振等不良现象的发生提供理论参考。     

飞船结构系统辨识与动力鉴定的模态评定试验

模态评定试验逐渐成为飞船结构鉴定过程的一部分,因为它能对动力有限元分析确定的主振型参数进行实验检验。另外,它能辨识结构阻尼,阻尼数据是飞行载荷可靠性计算必须的参数。本文评述了包括相位共振法和各类相位分离法在内的现代模态评定试验的当前技术发展水平。讨论了模态评定试验结果在飞船结构动力特性鉴定中的使用,重点讨论分析结果和实验模态数据的相关。最近几年,由于采用测量的模态数据修改有限元模型极需有一个方便的方法,故对这方面的工作引起了极大的兴趣。     

基于ABAQUS的火箭发射装置振动特性分析

采用Pro/Engineer三维设计软件,建立6管旋回俯仰火箭发射装置三维模型,将模型导入ABAQUS/CAE环境中,建立了火箭发射装置有限元模型。通过有限元模型模态分析,获得火箭发射装置前4阶频率和振型,并分析计算了基频共振情况下火箭发射装置的变形和应力,找出结构潜在的问题,提出解决措施。通过对6管旋回俯仰火箭发射装置实物样机振动台试验,验证了有限元计算分析结果。研究结果表明有限元分析方法一定程度上解决了火箭发射装置振动特性分析理论性不足问题,提高初始设计可信度。     

装配式钢桁桥动力特性的有限元分析与试验

固有频率和振型是反映结构动力特性的重要模态参数,其对于结构优化设计、结构动力学分析及使用状态的评估均具有重要意义。基于有限元软件ANSYS建立了某型装配式钢桁桥的三维空间有限元分析模型,并采用子空间法对其进行了模态分析,得出了相应的模态参数和振型。为验证数值计算结果,基于环境激励的谱分析方法对该桥进行了实装模态测试与分析。比较表明,有限元分析结果和实装测试结果吻合较好,验证了本文计算方法的可信性。在此基础上,结合有限元分析和实装测试结果,对该桥的自振特性进行了分析,为该类桥的动力特性分析提供了参考。     

航天飞机固体火箭发动机的模态判定和试验-分析相关

能否用有限元模型精确地描述推进剂特性是工程师们研究航天飞机固体火箭发动机动力响应所关心的问题。通过试件试验确定的推进剂特性的不精确性使人们决定对航天飞机固体火箭发动机的独立段进行模态判定和模型相关。用多路输入法激励和确定惰性段及活性推进剂段的壳体/推进剂振型。这些试验在确定高阻尼的挠曲振型时非常成功,出现数对频率间隔小于2%的这种振型。应用这种先进的相关技术使人们能够在完成实验后两个星期内修正有限元模型使之和试验结果相一致,并且对精确地验证推进剂材料特性增加了置信度。     

基于灵敏度分析技术与优化设计的导弹模型修正方法

基于灵敏度分析技术与优化设计技术,提出导弹模态参数修正的新方法。首先提出模型修正的新方法,给出某型导弹的有限元模型,计算其模态后,发现计算结果与实验辨识结果相差较大。选定需修正的材料参数,建立导弹结构的灵敏度分析模型和Matlab优化设计模型。最后,运用给出的模型修正方法对结构进行模态参数修正。结果表明,修正模型的计算模态与实验值吻合较好,验证了模型修正方法。     

基于ANSYS的鱼雷有限元建模与模态分析

运用有限元软件ANSYS对某鱼雷进行了参数化建模和模态分析,建模中考虑了整体性,通过共用关键点实现了各段间的耦合连接作用,壳体内部构件简化为弹性支撑的不连续质量.通过模态扩展得到鱼雷（含内部构件）的固有频率和振型,模拟结果与参考文献相符,说明了建模的正确性.建模过程采用参数化语言设计提高了分析效率,其结果还为进一步结构设计及振动抑制提供了理论依据.     

先进瞄准吊舱动态特性仿真与测试的工程化方法

瞄准吊舱的伺服单元和结构单元成强耦合关系,为了使系统获得良好的伺服特性,需要对系统谐振进行抑制;利用电机扫频获得系统重要谐振点,给出基于质量特性与传力路径方式双重模式并行的瞄准吊舱分析模型简化方法,并根据吊舱结构特征详细设计和实施了模态测试方案;最后提出一种基于频率区间逼近与振型视觉匹配双重评价指标的模型快速确认方法,它使仿真结果和测试结果能迅速直接进行闭环验证;整个仿真-测试链路方便设计人员掌握,具有很强的工程实用性.     

某车载速射迫击炮上架有限元模态分析

为验证某型车载速射迫击炮上架设计的合理性,利用 Abaqus 有限元软件,对车载速射迫击炮上架有限元 模态进行分析。采用等效质量的方法,在 Solidworks 中建立上架 3 维模型,通过对上架及自动机和高低机的装配体 结构进行有限元模态分析,计算出其前 20 阶的固有频率和振型。研究结果表明：该设计是合理的,能避开迫击炮的 射击频率,可为上架的进一步结构优化及武器试验基地的射击试验提供参考。     

坦克火炮身管模态分析及振动特性研究

坦克行驶过程中,火炮身管的弹性变形对其稳定精度有一定的影响,为了研究火炮身管的振动特性,建立了约束状态下火炮身管的有限元模型,仿真计算得到火炮身管各阶模态频率和模态振型;利用模态试验系统对火炮身管进行了模态试验测试,验证有限元模态计算结果的可信性,在模态分析的基础上,采用有限质量段方法建立火炮身管二阶有限段模型,为研究火炮身管的弹性变形提供模型基础.     

某捷联陀螺环境应力筛选装置结构优化

为降低某捷联陀螺环境应力筛选装置的随机振动响应,对装置的结构进行优化。首先进行了模型的理论简化并建立了数学模型,运用模态分析理论和有限元软件对装置结构进行了振型和频率的理论分析和仿真计算。结果表明,该装置结构在1000 Hz频率附近存在z方向的振型,与陀螺仪谐振频率接近。根据理论分析的结果中相关参数对频率的影响关系,优化了系统结构,提高了系统在该方向的谐振频率,降低随机振动响应幅值。仿真计算和随机振动响应测试结果表明,改进后的结构谐振频率提高到预期效果,振动响应降低,满足了系统的使用要求。     

运载火箭起飞载荷分析用的残余柔度法

本文介绍了运载火箭起飞载荷动态分析用的一种新方法。运载火箭用其自由-自由模态表示!并加上发射台连接界面处的残余柔度项。发射台以结构刚度和质量矩阵,或者以模态综合形式加以模拟。这种组合公式对于运载火箭/发射台静态界面是极其精确的,因而能提供精确的界面载荷和瞬态响应。采用极好的数字调节技术能容易地模拟运载火箭从发射台分离情况。惯性坐标系统能确定完整的载荷向量,从而简化了分析和数据校正。     

试验-分析模型减缩方法的比较

将有限元模型的质量和刚度矩阵减缩为试验-分析模型(其自由度对应于模态测试加速度计的位置)的方法有几种,这里比较了其中4种——静态减缩法(Guyan法)、改进的减缩系统(IRS)法、模态减缩法和复合式减缩法的精确性和完善性。用两个算例进行了比较:一个一般航天器的简单有限元模型与模拟试验数据的比较和一个大型航天结构的预示有限元模型与相应的模态测试结果的比较。算例研究表明,减缩过程的质量是一不取决于具体减缩法的问题,任一减缩法并不明显优于其他方法,但改进的减缩系统法对静态法作了改进,复合式减缩法对模态减缩法作了改进。本文在每种减缩法之后还介绍了理论性内容。