温振复合载荷作用下多层壳结构随机振动响应有限元分析

介绍受复合载荷作用结构动力分析的背景和意义.从工程应用的角度,探讨温度与随机振动载荷作用下结构动态响应的有限元分析技术,包括对流边界条件下温度场的求解、热应力计算、预应力刚度矩阵的建立、响应功率谱分析等.然后以一种典型多层壳结构为研究对象,根据其在温振复合试验中的受试状态建立有限元模型.在此基础上,采用模态迭加方法和等效黏滞性小阻尼条件,计算复合载荷作用下的振动加速度响应,并与单一振动载荷作用结果进行对比,结果发现,由于环境温度的升高,结构的振动模态频率降低,而振动响应增大.分析结果可作为多层壳结构可靠性试验方法选取的参考依据.     

结构随机振动仿真分析

利用Ansys有限元分析软件对某一安装架结构进行了动力学仿真分析,首先进行了模态分析,在此基础上进行了随机振动的PSD(Power Spectral Density)分析,通过分析,提出了结构的改进方案.说明了在产品的设计过程中,对结构进行动力学仿真分析,可以预测产品的环境适应性,寻求最优化的设计方案,并缩短产品的开发周期,降低开发成本.     

离轴反射式光学系统结构随机振动响应与疲劳分析

为了探索振动环境对离轴反射式光学系统的影响,本文对其系统结构部分进行了随机振动响应分析以及疲劳分析。利用有限元软件MSC/Patran建立光学系统结构的整体模型并进行模态分析,以实际装配时基体框架前端连接法兰盘的连接孔部位作为边界条件,通过对其每个节点的六自由度进行约束并进行模态响应分析。分析结果表明在X、Y与Z三个方向上平移及旋转变化量均很小,满足空间环境中测量系统的精度要求。通过对光学结构整机部分在三个方向随机振动载荷作用下进行了有限元分析,结果表明光学结构内部最大应力分别为151、267和280 Mpa,都小于材料的抗拉强度,且有足够的安全阈度。根据所选的铝合金A709的疲劳曲线,以及应力响应PSD谱,利用Palmgren-Miner假设,对本文所选定的光学结构及其主框架结构在动力学环境下进行疲劳分析,结果表明其满足系统使用要求。     

随机振动环境下结构的寿命预估

结构的寿命预估是现代结构设计应该考虑的一项内容。本文利用ANSYS有限元分析软件对设计结构在随机振动环境下的响应进行了计算,得到结构1σ、2σ、3σVon Mises最大应力,利用材料的S-N曲线,并根据Steinberg提出结构在随机载荷作用下的响应是基于高斯分布和Miner提出的线性疲劳累积损伤理论对设计的结构在给定随机振动环境下的寿命进行预估。有限元计算分析过程中,为得到较精确的计算结果,先利用模态试验结果对结构进行动力学修正。     

某星载电子设备的动态响应分析

随机振动分析是星载电子设备动力响应分析的重要组成部分.通过对电子设备的实体模型简化处理,建立分析模型,利用有限元分析的方法获得随机振动载荷作用下设备各部位的加速度均方根值等系列响应值,为电路板器件布局优化,整机强度、刚度优化提供参考.进行了随机振动试验,实测典型位置的加速度均方根值,对有限元分析模型参数选择的合理性以及分析结果的准确性进行验证.     

2-m望远镜装配体的模态优化及随机振动响应

以2-m望远镜的装配体为研究对象,综合利用模态分析和优化设计的方法,将望远镜装配体的结构参数作为设计变量,并以装配体总重量保持不变为约束条件,以正交试验和BP神经网络的方法建立起装配体的一阶共振频率为目标函数,通过遗传优化计算,得到了一组合理的结构参数搭配,使得其一阶共振频率提高了10.27%,更不易发生共振。为对比优化前后望远镜装配体结构的性能,通过随机振动响应分析,证明了优化后的结构动态刚度增大,振动响应相应减小了。     

某机载雷达发射机的随机振动分析

文中针对某机载雷达发射机结构进行了机载环境的随机振动分析.利用ANSYS workbench软件建立了发射机的有限元动力学模型,完成了模态分析和随机振动分析,得到了在机载环境条件下的结构应力和变形云图,并对发射机结构进行了刚强度校核.     

随机振动下柔性电路板的振动特性分析

柔性印制电路板是以聚酰亚胺或其他介电材料为基板,用导体材料制成的一种具有很好弯曲性和很高可靠性的电路板.本文在了解柔性电路板结构及随机振动等相关理论的基础上,建立了柔性电路板结构有限元仿真模型,使用COMSOL Multiphysics进行随机振动下柔性电路板结构力学特性分析,总结了该柔性电路板的动力学特性,为抑制柔性...     

铁路运输罐形容器的静强度分析

利用有限元ANSYS软件对铁路运输罐形容器进行了静强度分析,同时按传统压力容器的设计计算方法,进行了经验计算。两者相比较,突出了有限元方法的优点,即适应性强,便于得出罐体任意位置的应力和应变。最后,根据计算结果总结出了对改进设计具有较大参考价值的结论。     

动态载荷激励下的床身结构动力学响应

考虑到数控加工系统的振动及噪声问题,建立了数控机床床身的参数化有限元模型,在模态分析基础上计算固有频率与振动幅值。以简谐力作为动态激振载荷,在350-800Hz频率段进行扫频计算,获得了位移—频率和应力—频率曲线,确定了各阶共振频率点的响应幅值,谐振响应结果表明第2阶模态频率对床身的危害性较大。采用Full方法(完全法)对床身进行瞬态动力学分析,计算出了时域下的位移和加速度响应曲线,分析了机床启动阶段冲击载荷对床身的激励影响。在参数化建模基础上实现了床身结构动力学优化,使其动力学性能得到有效改进,有利于数控机床的高速化发展。     

卫星随机试验的振动响应分析

介绍基础激励下结构随机振动响应的分析方法,并对某配重卫星轴向和横向的窄带随机激励进行有限元计算。通过对此卫星结构加速度响应的均方根值、累积均方值和功率谱密度等统计量的分析,研究随机振动试验中卫星结构的随机响应,以此考察卫星承受此种动力学环境的能力,为卫星上仪器设备的减振方案设计和提高卫星发射的可靠性提供参考。     

基于有限元法的电动振动台试验仿真研究

对电动振动台试验仿真技术进行探讨,包括电动振动台有限元模型的建立、边界条件的模拟、驱动力的模拟与施加、试验条件的仿真等.然后以某电动振动台为例,建立并修正能反映其本身动态特性的有限元模型,在此基础上采用有限元法对某试件的振动台试验进行仿真计算,并与试件真实振动台试验进行对比研究.结果表明,仿真计算结果对试件在共振峰频段的动态响应提供较好的预测,在高频非共振峰频段,仿真结果与试验结果有所差异,分析差异产生的可能原因.     

随机杆系结构的概率优化设计

对随机参数结构在随机载荷作用下的结构分析、可靠性分析和优化设计等问题进行研究。以衍架结构为对象进行结构分析，分别或同时考虑结构材料的物理参数、构件的几何尺寸和作用载荷幅值等的随机性。应用代数综合法对结构响应(位移、应力)随机变量的数字特征计算表达式进行推导。在结构可靠性分析的基础上，构建以杆件截面积为设计变量，使结构重量极小化为目标函数，同时具有应力和位移可靠性约束的优化设计数学模型。对模型中的可靠性约束进行等价显示化处理；对结构响应进行基于可靠性的灵敏度分析，导出结构响应可靠性约束的灵敏度计算公式。通过算例验证了文中提出的基于概率的结构分析和优化设计模型与方法的合理性与可行性。     

SEISMIC RANDOM VIBRATION ANALYSIS OF STOCHASTIC STRUCTURES USING RANDOM FACTOR METHOD

Seismic random vibration analysis of stochastic truss structures is presented. A new method called random factor method is used for dynamic analysis of structures with uncertain parameters, due to variability in their material properties and geometry. Using the random factor method, the natural frequencies and modeshapes of a stochastic structure can be respectively described by the product of two parts, corresponding to the random factors of the structural parameters with uncertainty, and deterministic values of the natural frequencies and modeshapes obtained by conventional finite element analysis. The stochastic truss structure is subjected to stationary or non-stationary random earthquake excitation. Computational expressions for the mean and standard deviation of the mean square displacement and mean square stress are developed by means of the random variable's functional moment method and the algebra synthesis method. An antenna and a truss bridge are used as practical engineering examples to illustrate the application of the random factor method in the seismic response analysis of random structures under stationary or non-stationary random earthquake excitation.     

基于逆向工程的医学器官有限元建模方法

为了提高医学器官有限元模型的建模速度和精度,采用逆向工程的思想方法,利用Medical image processing platform(MIPP)软件自动建立了人头部的有限元分析模型。用户可以通过MIPP进行二维图片的重构和三维显示, 然后应用ANSYS参数化设计语言导出一个有限元分析模型。结果表明新的建模方法比传统的建模方法速度更快, 精度更高,为生物力学分析和医学假肢制造提供了一个更加有效和实用的方法。     

随机振动试验仿真技术研究

在对电动振动台进行刚体建模与物理参数建模的基础上,结合试验件的有限元模型进行随机振动试验仿真技术的研究.基于试验所测的振动台空台频响函数,由振动台数学参数模型辨识出振动台的物理参数,以建立能反映振动台动态特性的刚体与物理参数相结合的模型.然后,采用Craig-Bampton方法建立试验件的振动试验仿真模型,综合随机振动...     

机械系统中具有随机系数和带有间隙的自激振动理论和应用

在研究轧钢机轧制过程中由打滑引起的自激振动时,考虑到实测中动滑动摩擦系数是随机的,以及万向联轴节具有间隙等因素,据此建立了具有随机系数和间隙的新广义Ｌｉéｎａｒｄ方程,并从理论上提出此方程算法。所得结论符合生产实际,可以用来诊断轧钢机产生设备事故的原因,同时对轧钢机设计与生产也有很大的实际意义,还可以推广到机床进给系统的爬行运动和转子轴承系统的研究。     

基于容许安全系数的飞机结构静强度可靠性设计

在分析安全系数法设计思想和介绍常用安全系数的基础上,给出飞机结构静强度设计的容许安全系数定义和表达式,并建立容许安全系数与结构可靠度的关系.借助该关系实现给定容许安全系数下设计结构的静强度可靠性评定和给定静强度可靠性设计要求下对应容许安全系数的计算.使结构静强度设计实现从常规的确定性安全系数法设计向可靠性设计的过渡要求,又能保持传统的安全系数法的简单易用性.最后给出设计示例验证.     

往复泵输液管道结构振动有限元法分析

泵的往复运动导致输液管道受多频率谐波激励。用有限元方法,建立管网系统结构振动分析模型,求得固有频率和振型分布,给出有工程实用价值的管道减振、消振的设计原则。