汽车动力总成弯曲振动实验模态分析中的非线性特性

在台架及整车条件下，对动力总成弯曲振动实验模态分析中的非线性特性进行研究表明，这一非线性特性仅存在于整车条件下的分析。首次提出对于具体型式的汽车在整车条件下的动力总成弯曲振动实验模态分析，应给出在该车动力总成可能的横向激励范围内其关注的弯曲振动模态频率的曲线图表，才是比较完全的     

导弹模拟件水下动态特性试验研究

导弹水下发射时，附连水质量对结构系统的动态特性具有不同程度的影响，基于流固耦合以及模态理论，分析了流体介质环境对结构系统动态特性的影响表现为结构系统模态质量的变化，在此基础上利用实际导弹缩比模型，分别在空气和水两种介质环境中进行了振动模态试验，时域模态分析结果定量地给出了附连水质量对导弹结构系统模态特性的影响关系，附连水质量引起的结构模态质量的增加对导弹模型结构低阶弯曲模态频率的影响比较明显，对高阶弯曲振动的模态频率，系统的阻尼比以及纵向振动的模态频率影响较小，对弯曲振动的细长体导弹类结构，人水深度所产生的影响相对较小，这些影响在一类水下发射导弹结构动态特征的工程设计中必须给予充分考虑。     

压电圆环厚度振动分析

应用压电本构方程,通过分析圆环径向小体元的振动,将其等效为长度伸缩振动模态,以简化圆环的运动方程,推导其径向厚度振动的谐振频率。采用有限元分析法对圆环进行建模仿真,计算出圆环谐振频率,并用阻抗测量法实测圆环实体振动进行比较,结果表明圆环厚度为4～9 mm时吻合较好。     

弹性板结构面内振动特性分析与实验研究

针对现有弹性板面内振动特性研究尚不充分,本文基于能量原理建立了弹性板结构面内模态预报模型,并开展了相关实验测量进行验证分析。采用二维改进傅里叶级数方法对弹性板结构面内振动耦合位移场函数进行构建,结合瑞利-里兹程式进而得到弹性约束边界条件下矩形板结构面内自由振动系统特征矩阵方程。结果表明:所得弹性板结构面内振动模态参数与文献数据吻合良好,验证了本模型的正确性与可靠性。随后,搭建了相关实验台架,对弹性板结构面内振动模态参数进行测试,并对实验环节可能引起的偏差因素进行了讨论分析。     

汽车直拉杆的力学性能动态测试及其模态分析

提出了一种通过静态标定，结合动态测试来获得直拉杆的动态力学性能参数的试验方法，对汽车直拉杆进行了计算模态分析，得到其计算振动频率以及相应的振型，并通过试验得到试验模态频率及振型，对计算模态和试验模态进行振型相关性分析，将有限元的动态分析与试验数据有机地结合起来，验证了直拉杆有限元模型，为汽车直拉杆结构设计提供了依据。     

汽车动力总成弯曲振动实验模态分析中的非线性特性

在台架及整车条件下，对动力总成弯曲振动实验模态分析中的非线性特性进行研究表明，这一非线性特性仅存在于整车条件下的分析。首次提出对于具体型式的汽车在整车条件下的动力总成弯曲振动实验模态分析，应给出在该车动力总成可能的横向激励范围内其关注的弈国模态频率的曲线图表，才是比较完全的。     

小型超声振动料斗的研究

提出内部含有梯形齿的锥筒形给料压电振子的结构形式,确定振子的工作模态为面内三阶弯曲模态。利用ANSYS有限元软件优选了结构参数,研制了出料端内径为16 mm、实际工作频率为22 261 Hz的小型超声振动料斗样机。采用激光测振仪并依据平面镜反射原理,对振子的共振频率及内齿振幅分布进行了测试,并对振动料斗装置整机进行了物料运行效果的测试。实验表明料斗对直径为3 mm到4 mm的球形物体有较好的下料可控性。     

压电悬臂梁多模态发电装置的仿真与试验

为了解决压电悬臂梁发电装置俘获低频振动时,结构共振频率带宽小不能完全发挥其发电能力的问题,对压电悬臂梁进行模态分析,结合汽车轮胎压力检测系统中自供电的要求与悬臂梁式发电装置振动模态的特点,提出利用弯曲振动模态和扭转振动模态构成压电悬臂梁发电装置,利用分布式的质量块布置方式实现弯曲模态与扭转模态的解耦,并使用有限元方法对其进行仿真计算。仿真结果表明:在一阶弯曲模态固有频率为12.6Hz不变的条件下,通过调整质量块分布位置,将弯曲模态的固有频率降低到17.2 Hz。对改进的压电悬臂梁发电装置进行试验,结果表明其发电能力是同条件下传统的集中质量块式悬臂梁发电装置的1.4倍。     

梯形桁梁桥挠曲扭转振动分析的一种有限元法

本文将梯形桁梁桥的斜桥门架节间作为动态子结构,计算组成其非满秩的模态矩阵[Φ],然后通过线性变换得到该子结构相应于模态坐标的刚度阵和质量阵;对于中间桁梁段则用桁梁梁段单元进行处理。最后,通过斜桥门架子结构与相邻桁梁梁段单元相接界面上的几何关系,将斜桥门架动态子结构与桁梁梁段单元相结合,即得到梯形桁梁桥挠曲扭转振动分析的子结构与梁段单元相结合的有限元方法。文中给出了算例,并将结果与SAP5的结果进行了比较。结果表明,该方法具有很好的精度。     

大型宽频带水下振动台流固耦合动力学特性的研究

为建立水下振动环境试验系统，对大型宽频带水下振动台中运动部件的流固耦合动力学特性进行了研究.根据水下振动台运动部件大尺寸和宽频带工作的要求，提出了运动部件结构的设计原则，进而建立其在水域中的模型及流固耦合有限元方程，由此计算分析了运动部件的两个重要模态振型及频率--台面弯曲振动振型和运动部件轴向振动振型，并与空气中的计算结果进行了比较，结果表明，流固耦合使得运动部件这两个模态频率降低；进一步的实验研究表明，计算分析结果是正确的,流固耦合使得运动部件等效阻尼变大.本研究结果为研制水下振动台系统的动态设计技术和测试分析技术提供了重要的依据.     

域内同心环支Mindlin中厚环板的弯曲振动

本文基于Ｍｉｎｄｌｉｎ中厚板理论，给出了域内设有多道同心环向支承时中厚环板弯曲振动分析的一种有效方法。位移函数采用带补充项的幂级数，并以环板内外边界广义位移作为基本未知量。域内环支条件则通过拉氏乘子法予以处理，适于具有同心环支及点支环板的振动分析。     

基于有限元分析的超声椭圆振动切削装置设计

超声椭圆振动切削技术(Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting, UEVC)是近年来发展起来的一种超精密加工技术,其加工装置的结构设计是当前研究的难点之一。本文通过分析现有的超声椭圆振动切削装置,设计了一种基于圆弧型柔性铰链结构的超声椭圆振动装置,利用有限元分析工具对该装置进行模态分析,找出了影响其谐振频率的关键结构参数并用全局优化模块优化参数,使装置的某一阶纵振和弯振模态的谐振频率一致,同时对该装置进行了多场耦合分析以预测不同相位下的刀尖运动轨迹。仿真分析表明,后盖板长度的变化会引起纵振和弯振模态谐振频率的显著改变,而底座厚度的变化对纵振和弯振模态的谐振频率几乎都没有影响,顶端长度的变化仅对弯振模态的谐振频率有一定程度的影响。基于上述仿真分析及优化,制造出UEVC装置的样机并测量其谐振频率和振动特性,测量结果显示该装置的谐振频率测量值与仿真结果吻合较好,所开发的装置能在谐振状态下输出椭圆轨迹,同时可通过调节施加电压的幅值和相位来使刀尖输出不同的椭圆轨迹,能用于脆性材料微结构曲面的加工。此外,对该超声椭圆振动切削装置施加频率与装置谐振频率一致的交流电时,其纵振和弯振的振幅将随电压幅值的增加而线性增大,其中弯振振幅对电压幅值的变化更为敏感。     

车辐式索桁架模态分析与试验研究

通过对跨度为60 m的圆形车辐式索桁架屋盖按照1：10缩尺模型进行模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个参数变化对结构自振特性的影响,对比分析了前4阶振型的试验结果与理论计算结果。结果发现：结构第1、2阶振型为反对称上下振动,第3阶为内环扭转振动,第4阶为内环相对扭转振动;试验和理论结果误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前4阶振型的频率均在10 Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。     

正交各向异性圆柱层壳的自振分析

本文根据控制壳体自由弯曲振动的Von Kármán动力方程,采用加权余量法得出了一种分析正交各向异性圆柱层壳自由振动的新方法。结果与Werner Soedal的结论吻合良好。文中将该方法用于数值计算,并通过比较三种管子的自振频率验证了方法的有效性。     

内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土柱-钢梁节点的静力性能

目的通过研究找出两类内置CFRP圆管方钢管高强混凝土柱-钢梁节点在单调荷载作用下的传力机制和破坏模态．方法设计了一栋采用内置CFRP圆管的方钢管混凝土柱的5层框架结构,利用有限元软件ABAQUS建立了三维有限元模型,对两类节点进行了单调荷载作用下的模拟分析．结果外加强环式节点的梁端弯矩主要通过柱角附近的水平环板和柱两侧外伸环板传递给柱壁和核心混凝土,水平环板有效宽度大约为0．5倍的柱宽度．外肋环板式节点的极限位移均大于外加强环式节点,尤其是外肋宽度大于40mm时更为明显．外肋环板式节点的极限承载力也高于外加强环式节点．结论设计节点的破坏主要原因是环板和钢梁翼缘交接位置出现局部屈曲,节点的极限承载力取决于梁的抗弯承载力,变截面位置作为整个节点危险部位,在设计中应进行计算和校核．     

环肋加强变厚度圆柱壳的自由振动

分析了环肋变厚度圆柱壳的自振特性。采用精细时程积分法求解圆柱壳的一阶矩阵微分方程,结合壳体厚度变换矩阵以及由环肋运动微分方程导出的环肋状态向量变换矩阵,建立了环肋变厚度圆柱壳的整体传递矩阵,并依据边界条件获得结构自由振动的频率方程,从而对变厚度环肋圆柱壳进行的自由振动特性进行分析。数值计算结果表明,用该方法处理类似的环肋加强以及变厚度结构的自由振动问题是合理可行的。     

A novel traveling wave ultrasonic motor using a bar shaped transducer

A novel traveling wave ultrasonic motor was proposed. The structure of the motor is rather simple and different from the conventional traveling wave ultrasonic motors. Its production processes are very convenient. It is composed of a stator constituted with a ring and a bar shaped transducer and two cone shaped rotors. The rotors were pressed on inner surface of the ring by means of a pre-pressure system. The bar shaped transducer has a sand- wich-like configuration,where two sets of piezoelectric element are bolted. One set excites a longitudinal vibration of the bar, and the other set excites a flexural vibration of the bar. The ring＇s traveling wave excited with the longitudinal vibration and the bending vibration of the bar transducer was simulated with FEM （finite element method）. The prototype of the motor was made and investigated experimentally for its performance. Its maximum torque and rotating speed are 0.25 N · m and 50 r/min, respectively.     

芯片键合纵弯复合超声换能器的设计与试验

为了解决当前采用一维纵向超声加载模式进行芯片键合时造成结合面不充分的问题,设计纵弯复合超声能量加载模式的压电超声换能器,实现轴向纵振和水平弯振复合的超声振动代替传统单一的轴向振动. 采用ANSYS软件,对换能器有限元模型进行模态分析和谐响应分析,得到换能器纵振和弯振模态的谐振频率及振型. 通过调节换能器结构尺寸,实现纵振与弯振模态的简并. 采用阻抗分析仪对样机的频率和阻抗进行测试,使用激光多普勒测振仪测试换能器的纵振与弯振幅值,测试结果与有限元仿真计算结果一致,发现纵向与弯曲振幅均随着驱动电压的增加呈近似线性上升趋势, 证明设计的压电换能器实现了纵弯复合振动.     

Influence of vibration mode on the screening process

The screening of particles with different vibration modes was simulated by means of a 3D discrete element method (3D-DEM). The motion and penetration of the particles on the screen deck were analyzed for linear, circular and elliptical vibration of the screen. The results show that the travel velocity of the particles is the fastest, but the screening efficiency is the lowest, for the linear vibration mode. The circular motion resulted in the highest screening efficiency, but the lowest particle travel velocity. In the steady state the screening efficiency for each mode is seen to increase gradually along the longitudinal direction of the deck. The screening efficiency increment of the circular mode is the largest while the linear mode shows the smallest increment. The volume fraction of near-mesh size particles at the underside is larger than that of small size particles all along the screen deck. Linear screening mode has more near-mesh and small size particles on the first three deck sections, and fewer on the last two sections, compared to the circular or elliptical modes.     

新型环梁式圆形煤仓结构方案及实现

传统圆形煤场主要采用单元式扶壁柱挡煤墙方案,扶壁柱在水平推力作用下产生很大的底部弯矩和水平位移,以致扶壁柱设计截面过大,且较大的水平位移给基础设计带来很大的难度.本文提出一种新的结构方案,主要思想是将扶壁柱保留,沿扶壁柱竖向布置上、中、下3道封闭环梁,整个结构形成梁-板整体结构,扶壁柱由于受到环梁的弹性支座式约束,设计截面可比普通悬臂式扶壁柱截面小很多;再加之底部环梁的约束,扶壁柱底部向外的径向位移受到限制,使基础设计内力大为减小,其设计更加容易实现.此方案具有很好的经济性和适用性,并已成功用于电厂煤场实际工程中.