固支矩形薄板通入非平稳随机电流的磁弹性随机振动

针对四边固支矩形薄板,以连续体的随机振动理论及板壳磁弹性基本理论为基础,导出了在外加磁场中通入非平稳随机电流情形下矩形薄板的磁弹性随机振动方程。将洛伦兹力耦合项中的一部份假设为薄板的一种阻尼,另一部分假设为非平稳随机均匀分布载荷,分别得到了外加磁场中通入非平稳随机电流时板的随机位移响应的均值、功率谱密度函数等数字特征。针对具体算例,在通以非平稳随机电流的情形下,计算了其位移响应的功率谱密度函数和均方值函数,并绘出了板中心点的位移响应功率谱密度图、速度功率谱密度图及加速度功率谱密度图,并讨论了磁场强度及洛伦兹力耦合项对在非平稳随机电流下的随机位移响应的影响。     

简支圆板在磁场中的非线性随机振动

分析周边简支圆板在磁场中的非线性随机振动问题。根据板壳磁弹性基本理论及连续体的随机振动理论,得到在磁场环境中简支圆板的非线性随机振动方程;利用FPK方程法解出了圆板随机振动位移和速度响应的多个数字特征,并讨论参数变化对各数字特征的影响。     

载流线圈中导电圆板的磁弹性固有振动

针对处于平行共轴三线圈和球形载流线圈产生磁场中的导电圆板,基于Kirchhoff薄板理论,给出磁场中圆板的磁弹性横向振动基本方程。根据电磁理论,导出线圈产生均匀磁场区域中圆板所受电磁力的表达式。通过位移函数的设定并应用伽辽金法,得到圆板的磁弹性轴对称振动微分方程及固有频率的表达式。通过算例,绘制了周边夹支和简支两种边界条件下圆板的磁弹性固有振动特性曲线图,分析了两种边界条件下固有频率、阻尼比、电磁力矩随线圈载流强度、线圈匝数和板厚等参数的变化规律。     

基于位移功率谱密度的车架随机振动研究

在ANSYS软件中,利用板壳单元构建了车架的有限元模型。在分析车架模态的基础上,采用模态叠加法,将A级混凝土路面位移功率谱密度作为计算客车车架随机振动的输入激励,并计算得出在位移功率谱密度下,车架σ、2σ、3σ的应力和位移分布;掌握了车架在A级混凝土路面下随机振动的动态特性,为车架结构的改进设计提供了理论依据。     

非线性随机动力系统时频子域上的统计线性化方法

时间-频率联合非平稳激励下非线性随机动力系统响应一直是随机振动理论关注的重点。基于在时间-频率子域上对非线性系统实施统计线性化,得到了非线性系统在一般随机动力激励下响应的演变功率谱密度。利用周期广义谐和小波及其联系系数,建立线性系统响应与输入功率谱之间的关系。通过对运动方程中非线性项在时间-频率子域上的统计线性化,得到了等价线性参数与响应功率谱之间的联系。二者构成一类相互依赖的迭代关系,并由此可得非线性系统随机动力响应的近似功率谱密度。算例以多项式非线性振子为例,与Monte Carlo模拟估计的响应功率谱对比,说明了所建议方法的有效性。     

横向磁场中轴向运动条形导电板的组合共振

给出了磁场中轴向运动条形导电薄板的动能、应变能以及电磁力表达形式,应用哈密顿变分原理,推导出了轴向运动导电板的非线性磁弹性振动微分方程。通过位移函数的设定并应用伽辽金积分法,得到横向磁场中对边简支边界约束轴向运动条形板的达芬型磁弹性振动方程。利用多尺度法进行求解,得到组合共振发生时确定共振幅值的幅频响应方程,并给出定常稳定解的判定条件。通过数值算例,得到轴向运动速度、磁感应强度、激励力和轴向拉力等参量不同时的振幅变化规律曲线图以及系统振动的时程响应图和相图,分析了不同参量对共振幅值和非线性特征的影响,并对系统呈现的概周期和混沌运动行为变化规律进行了分析。     

随机道路谱作用下的汽车响应特性

针对驱动桥壳在随机道路谱作用下的响应特性问题,建立了汽车振动的7自由度动力学方程,应用随机振动理论求解出了汽车在路面不平度下的频率响应(FR),利用Matlab得到了不同速度下的后桥垂向振动加速度功率谱密度(PSD)。研究结果表明该随机道路谱作用下的汽车响应特性研究对驱动桥的动态设计具有一定的参考和应用价值。     

火炮随机激励对天线指向精度的影响

针对安装于炮座上,处于恶劣振动环境下的天线座结构研制问题,运用ANSYS有限元分析软件的随机振动谱分析工具,以天线座安装基面上实测的振动功率谱密度为激励,建立有限元动力分析模型,得出该结构系统的随机振动响应统计值;对位移响应谱作近似时域化处理及互相关分析,计算了随机振动对天线指向精度的影响。     

LabVIEW在货运车箱振动自功率谱密度函数分析中的应用

在实验室内对车载物资和装备进行随机振动试验具有很大的经济意义,目前国际上普遍采用的一种试验方法是在频域内再现功率谱密度和随机波形,而功率谱密度通常是由实测振动数据经过自功率谱密度函数分析后得到.LabVIEW可以很好的完成自功率谱密度函数分析.首先介绍了LabVIEW中有关自功率谱密度函数的基本理论和算法,对待处理原始数据进行了简要介绍,然后详细叙述了自功率谱密度函数的计算步骤,最后开发出集数据输入、计算以及显示保存结果等功能于一体的虚拟仪器.经实践检验证明该虚拟仪器实用且效率高.     

射流管伺服阀力矩马达的振动特性分析

建立了射流管伺服阀力矩马达组件的随机振动动力学模型。通过模态分析和有限元分析,得到了力矩马达组件各部件的随机振动响应功率谱密度、应变和应力值。结果表明:最大位移发生在反馈杆的末端,最大应力发生在弹簧片内环圆角处。     

磁场中轴向运动导电板磁弹性主共振分析

给出轴向运动薄板动能、应变能以及电磁力虚功的表达形式。应用哈密顿变分原理,推得横向磁场中轴向运动条形导电薄板的非线性磁弹性振动方程。针对对边简支边界约束条件,通过位移函数的设定并应用伽辽金积分法,得到三阶位移展开形式下轴向运动板的非线性振动微分方程组。利用多尺度法对系统的主共振问题进行求解,分别得到三种频率关系条件下关于稳态解的幅频响应方程。依据李雅普诺夫稳定性理论对解的稳定性进行分析,得到相应的稳定性判别式。通过数值算例,得到轴向速度、磁感应强度、激励力幅值及板厚不同时的振幅变化规律曲线图,分析不同参量对共振幅值和非线性特征的影响,并对不同频率关系进行比较。     

带硬涂层圆盘构件的固有振动特性的精确解法

研究了在广义弹性简支边界条件下的具有硬涂层的圆盘构件的自由振动的量纲一固有频率的精确解.首先利用多铁性多层圆盘的解析分析的多层板弹性理论,导出带硬涂层的圆盘结构的状态方程,其中以位移、电势、磁势、应力、电位移和磁感应强度为状态变量.利用有限Hankel变换和传播矩阵法,得到考虑压电和压磁效应的带硬涂层的圆盘的量纲一固有频率的精确解.根据算例结果,比较了压电、压磁两类硬涂层材料在单面涂层、双面涂层和不同涂层厚度的结构配置下的固有频率变化规律.     

用静强度理论考查结构随机振动响应的工程分析方法

在结构的初期设计阶段,为了预测结构在随机振动激励下的响应,提出用结构在随机振动过程中的最大响应加速度作为准静态载荷计算结构应力响应的工程分析方法。给出Miles公式法、全频段PSD(power spectral density)法和半功率带宽法三种估算结构随机振动激励下最大响应加速度的方法,并用这三种方法对某相机主镜组件进行随机振动条件下的应力仿真计算。对比计算结果与试验数据,表明用Miles公式法和全频段PSD法仿真计算的误差较小,分别在13%和15%以内。说明用静强度理论考查结构随机振动响应的工程分析方法具有一定的应用价值。     

电动型振动机械在白噪声作用时的随机振动

本文推导了在电流及电压为白噪声频谱输入时,电动型振动机械的动圈架的位移、速度、加速度、电流的功率谱密度及均方值的公式。并提出了提高位移、速度、加速度的均方值及降低电流均方值的方法。文中给出了位移、速度、加速度、电流的功率谱密度及均方值的计算曲线图。文中公式和曲线图可以作为设计随机振动机械用。在振试验时,我们常常采用电动型振动台或者电动型激振器作为振动源。这种电动型振动台或者电动型激振器的结构简图如图5-1所示。当动圈中通以正弦波电流或者得正弦波电压时,动圈架就产生了正弦振动,这种电动型振动器的工作原理已知[1]文所述。现在如果在动圈中通以随机变量的电流或随机复量的电压时,就可以使得动圈架产生随机振动。     

弹性边界条件下圆板横向自由振动特性分析

采用谱几何法(spectro-geometric method,简称SGM)分析了弹性边界条件下圆板横向自由振动特性。首先,将圆板的振动位移容许函数描述为一种谱形式的改进三角级数,并采用沿边界均匀分布的约束弹簧来模拟弹性边界条件;然后,将未知级数展开系数看作广义变量,应用瑞利-里兹法从能量的角度推导弹性边界条件下圆板结构横向自由振动系统特征矩阵方程;最后,设计搭建了相关实验台架,对圆板结构横向自由振动模态参数进行测试。将文中方法计算结果与文献解、有限元计算结果和实验结果进行对比,验证了谱几何法求解圆板横向自由振动问题的正确性和计算精度。     

Nonlinear resonance of the rotating circular plate under static loads in magnetic field

The rotating circular plate is widely used in mechanical engineering, meanwhile the plates are often in the electromagnetic field in modern industry with complex loads. In order to study the resonance of a rotating circular plate under static loads in magnetic field, the nonlinear vibration equation about the spinning circular plate is derived according to Hamilton principle. The algebraic expression of the initial deflection and the magneto elastic forced disturbance differential equation are obtained through the application of Galerkin integral method. By mean of modified Multiple scale method, the strongly nonlinear amplitude-frequency response equation in steady state is established. The amplitude frequency characteristic curve and the relationship curve of amplitude changing with the static loads and the excitation force of the plate are obtained according to the numerical calculation. The influence of magnetic induction intensity, the speed of rotation and the static loads on the amplitude and the nonlinear characteristics of the spinning plate are analyzed. The proposed research provides the theory reference for the research of nonlinear resonance of rotating plates in engineering.     

高速轨道结构振动及传递特性

高速列车的快速发展使板式无砟轨道得以广泛应用。利用有限元分析软件ANSYS和多体动力学软件SIMPACK,建立车辆-弹性轨道耦合动力学模型,分析车辆运行的安全性和平稳性,研究轨道系统的位移、加速度、加速度功率谱密度、载荷特性,以及不同速度对轨道系统的振动影响,并对系统振动的主要影响因素进行初步探究。结果表明,轨道结构的垂向振动位移、加速度及载荷在由上至下传递过程中呈递减趋势,且钢轨到轨道板的衰减幅度大于轨道板到底座;轨道系统的振动能量主要集中在0～150Hz范围内,大于300Hz的钢轨振动能量经扣件衰减后基本未被向下传递,且速度升高,功率谱密度峰值出现的位置向右移动;速度为300km/h时,钢轨垂向加速度功率谱密度小于100Hz的峰值频率主要与钢轨固有模态有关,大于100Hz的峰值频率呈倍频关系,且与轨道系统固有属性相关。联合仿真提高了研究效率,揭示了车辆-轨道系统的垂向振动特性及传递规律,为工程应用提供了参考依据。