梁-板连接结构耦合损耗因子的新解法

对垂直固支的梁板耦合结构的振动能量传输进行理论分析研究 ,推导出耦合损耗因子的解析解 .利用模态法对两子系统的振动能量和功率流进行分析 ,最终得出统计能量分析方法中非常重要的耦合损耗因子的解法 ,并与实验结果以及传统计算结果进行比较 .利用本方法计算的结果与实验结果十分接近 ,说明它在统计能量分析的应用领域有着重要的实用价值     

用模态综合法对换气用小型马达进行振动解析

模态综合法是对复杂的机械进行振动解析的有效方法之一。本文将该法用于带换气扇马达的振动解析。整个马达系统分成四个子结构,用锤击试验法获得各子结构的传递函数。模态参数用曲线拟合法求得。然后用模态综合法进行综合,得到全系统的动特性。比较计算值和实验值,从而证明了这个方法的有效性。     

结构高频振动模态密度的点导纳数值计算

从测试模态密度的点导纳法原理出发,研究了结构模态密度的数值计算方法.通过有限元谐响应分析,得到结构的响应位移和响应速度,并计算出点导纳的实部,然后利用点导纳实部与模态密度的关系得到结构的模态密度.用这种方法对梁、平板、圆柱壳的模态密度进行计算,与理论值或AutoSEA2计算结果的比较表明了点导纳数值计算方法在高频范围内求解精度较高,且避免了复杂的解析计算过程,是一种简便有效的求解模态密度的方法.     

加热弹性圆板的大振幅自由振动

基于ｖｏｎ Ｋａｒｍａｎ理论和Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理，导出了均匀加热弹性圆板用中面位移表示的大振幅自由振动动力学控制方程，并在调和振动模态假设下，采用Ｋａｎｔｏｒｏｖｉｃｈ平均方法将所得混合初－边值问题转化为相应的非线性常微分方程两点边值问题，采用打靶法和解析延拓法，分别获得了不可移简支和夹紧加热圆板非线性振动和调和振动响应，绘出了不同加热温度下的幅－频特征曲线。     

采用主成分分析与最邻近法的复合材料板损伤检测实验

文章采用主成分分析结合最邻近法对复合材料板进行了损伤检测实验。首先在正弦扫频激励下,通过测试获得复合材料板在各种损伤工况下的频响函数;然后选取若干种损伤工况的频响函数,经过主成分分析法处理后,提取出各个频响函数携带结构健康状态信息最多的前若干阶主成分,组成最邻近法的样本集;最后采用最邻近法来识别被检测结构频响函数所代表的结构健康状态。该方法的优点是直接利用测试得到的频响函数进行损伤检测,避免了识别结构模态参数所带来的误差,检测过程简单。通过对复合材料板结构不同位置和不同程度损伤的检测实验,验证了该方法用于复合材料层合结构损伤检测的可行性和有效性。     

圆柱型正交各向异性圆板的自由振动分析

在Kirchhoff薄板理论和复合材料理论的基础上,利用改进的Fourier-Bessel级数方法分析了圆柱型正交各向异性圆板的自由振动。通过将板的振动位移函数表示为标准的Fourier-Bessel级数和辅助多项式的组合,有效地提高了位移函数在边界处的连续性;同时边界条件采用均匀分布的线性位移弹簧和扭转约束弹簧来模拟。基于Rayleigh-Ritz方法建立了圆柱型正交各向异性圆板自由振动的矩阵方程,通过计算矩阵特征值问题,获得了圆板自由振动的频率和模态振型。最后进行了复杂边界条件下圆板结构的数值算例,计算结果表明,文中的计算结果与文献、有限元结果相一致。     

反对称角铺设夹层板的稳定与振动

用解析法求解简支边界条件下以角铺设层合板为面板的反对称铺设复合材料夹层板的弹性屈曲和横向振动问题,导出了对应于Hoff型夹层板理论的临界载荷和固有频率的计算式。     

基于分向半解析有限元法的纵向模态波动特性

结合解析法和半解析有限元法对具有直线边界的截面杆中超声导波的主要模态进行分析,求解出模态的速度曲线并进行频散特性研究.通过分析对比,得出:分向半解析法能精确求解纵向模态的频散曲线;纵向模态的传播特性主要受到截面直线边界的影响,截面对称性降低会引发纵向模态出现速度骤减的现象.最后,搭建实验装置,对具体结构进行实验验证,进一步验证了计算方法的准确性和结论的正确性.     

螺栓连接的板类结构固有特性分析

以螺栓连接的板类结构为研究对象,基于ANSYS有限元分析软件,建立了螺栓连接板类结构的有限元模型,采用基于接触的预应力模态法分析系统的固有特性,并通过与文献模态实验结果以及冲击激励下系统自由振动响应对比,验证了所获得固有频率的准确性;进而分析了不同预紧力下板厚、螺栓尺寸、连接板的搭接长度对系统固有特性的影响;最后探究了采用区域粘结法(在接触区域内接触面和目标面采用共节点处理)和预应力模态法求解系统固有特性之间的关系。研究结果表明：板厚及螺栓尺寸均对系统的弯曲和扭转频率影响较大,连接件搭接长度增加,系统的固有频率增大;在大预紧力情况下,可通过静接触分析求得接触半径,采用区域粘结法对接触半径区域内对应的节点进行共节点处理,计算得到的系统固有频率与预应力模态法得到的结果吻合较好。     

基于试验模态法的五轴水射流机床动态特性研究

基于试验模态分析理论,运用力锤激励法对五轴联动水射流机床整机进行单点激励(SISO)结构模态试验;结合响应信号,构建试验模态分析系统,获得了整机结构的低阶固有频率、阻尼比和相应的模态振型,并通过模态置信准则(MAC)进行验证;通过振动试验分析可知,机床第一、二、三阶振型为其主要振动,并找出其了振源,提出了相应的措施,以降低振动。     

An Optimum Analysis Method of Sandwich Structures Made from Elastic-viscoelastic Materials

Due to a viscoelastic damping middler, saudwich structures have the capacity of energy consumption. In this paper, we describe the frequency-dependent property of viscoelastic materials using complex modudus model, and iterative modal strain energy method and iterative complex eigetwalue method are presented to obtain frequency and loss factor of sandwich structures. The two nethods are effective and exact for the large-scale complex composite sandwich structures. Then an optimum analysis method is suggested to apply to sandwich struc-tures. Finally, as an example.an optimum analysis of a clamped-clouted sandwich beams is conducted, theoretical closed-form solution and munerical predictions are studied comparatively, and the results agree well.     

圆柱形薄壳结构的试验模态分析方法研究

针对某圆柱形薄壳结构,采用锤激法和Modal Impact分析软件,分别应用SIMO、MISO和MIMO方法进行了对比试验,获得了满足模态置信准则要求的试验数据.3种方法获得的实验结果与有限元计算结果进行了对比分析.结果表明,SIMO和MISO试验方法应用于圆柱形薄壳结构的模态分析均存在局限性,或者出现"漏频"或者不能得到明显的振型.MIMO试验模态分析方法能够较好地解决以上2种方法存在的不足,在激励与响应选择适当的情况下,可以得到全面准确的模态分析结果,适用于圆柱形薄壳结构的模态分析.     

基于振动实验台的结构模态分析与研究

模态分析是工程振动领域的基本分析方法。以振动教学实验台为研究对象,对其进行实验模态分析和有限元模态分析,然后对振教台进行简谐激励验证实验,即给予实验台不同频率的简谐信号以激发其各阶模态振动。通过对上述三种方法实验结果的综合分析,确定振动教学实验台的模态参数。通过实验模态分析的结果验证有限元模型的正确性,简谐激励实验验证实验模态分析结果的正确性,指出这种综合分析方法可以更为可靠的识别机械结构的模态参数。     

小阻尼线性振动系统复模态特征参数的矩阵摄动分析

本文基于文献[9,10]给出的实模态与复模态之间修正了的统一性关系式,进一步探讨了文献[1～4]提出的近似求解小阻尼线性振动系统复模态二次广义特征值问题的矩阵摄动法。通过对系统的无阻尼实模态特征值问题的阻尼型摄动分析,解析地确定出了其复模态特征值问题的解的渐近估计。根据所建立的一、二阶摄动解式,分析了系统的粘性阻尼对其复模态特征参数的某些影响规律,讨论了应用实模态分析法近似地确定复模态特征值的可行性等问题。文末给出了一个算例,表明了本文的分析方法的有效性。     

Dynamic analysis and modal test of long-span cable-stayed bridge based on ambient excitation

To study the stiffness distribution of girder and the method to identify modal parameters of cable-stayed bridge, a simplified dynamical finite element method model named three beams model was established for the girder with double ribs. Based on the simplified model four stiffness formulae were deduced according to Hamilton principle. These formulae reflect well the contribution of the flexural, shearing, free torsion and restricted torsion deformation, respectively. An identification method about modal parameters was put forward by combining method of peak value and power spectral density according to modal test under ambient excitation. The dynamic finite element method analysis and modal test were carried out in a long-span concrete cable-stayed bridge. The results show that the errors of frequencies between theoretical analysis and test results are less than 10% mostly, and the most important modal parameters for cable-stayed bridge are determined to be the longitudinal floating mode, the first vertical flexural mode and the first torsional mode, which demonstrate that the method of stiffness distribution for three beams model is accurate and method to identify modal parameters is effective under ambient excitation modal test.     

模态密度计算精度对车内噪声预测精度的影响

阐述了模态密度的基本理论,给出了曲面曲率变化时模态密度的半经验计算公式。建立了某国产轿车的统计能量分析模型,计算了各简化子系统的模态密度,并采用FEA方法对车身各子系统的模态密度进行了计算,将简化子系统时计算的模态密度与FEA计算的模态密度进行了对比分析。分析预测了车速为100km/h时车内驾驶员耳旁噪声的1/3倍频程频谱,并将采用简化子系统计算模态密度时的车内噪声1/3倍频程频谱和采用FEA方法计算模态密度时的车内噪声1/3倍频程频谱分别与试验测量结果进行了对比,分析了各子系统模态密度的计算精度对车内噪声预测精度的影响。结果表明,准确获取车身各个子系统的模态密度可以有效地提高SEA模型预测精度,使车内噪声预测误差在1dB(A)以内,满足工程上在汽车产品开发设计阶段对车内中高频噪声分析预测的要求,可为汽车产品开发设计阶段的声学设计提供参考。     

梁式结构损伤诊断应变模态理论研究与仿真分析

运行中的建筑结构的损伤诊断方法是目前工程界关注的热点问题之一。分析了位移模态、应变模态与曲率模态3者之间的关系,以一混凝土悬臂梁为研究对象,用ANSYS有限元软件,建立了仿真模型,通过对不同损伤位置和不同损伤程度工况的模拟,进行结构损伤辨识研究,旨在通过结构损伤前后的位移模态和应变模态的振型比较,揭示应变模态在结构损伤诊断中的规律,为使用中的大型建筑结构损伤诊断研究提供理论借以参考。     

基于MPA的单向偏心结构性态评估方法

为研究水平单向偏心结构的性态评估问题,在对偏心结构模态分析的基础上,建立了等效二自由度(EDDOF)简化模型,并用其计算包含平扭耦联效应的单向非对称结构地震反应.通过弹性反应分析,验证了EDDOF模型的正确性.将MPA方法用于单向偏心结构,提出了基于MPA的单向偏心结构性态评估方法.通过一个偏心钢框架结构算例验证了方法的正确性.结果表明:简化模型结合MPA方法,可以精确地描述单向非对称结构的弹性地震反应,对非弹性反应的计算精度也很好,且计算效率较高.     

基于自适应线调频高斯基展开的参数识别方法

提出了用自适应线调频高斯基展开及其自适应谱进行参数识别的时频分析方法.用线调频高斯基函数自适应地对响应信号进行匹配分解,得到信号的线调频高斯基展开及其自适应谱.根据自适应谱从响应信号中重构出具有单频特性的振动信号,再由单自由度系统的参数识别方法识别系统的模态参数.并针对一多自由度系统具体论述了固有频率、阻尼比和振型的识别方法,识别结果与理论结果吻合较好.该方法不需要输入信号,并对平稳、非平稳信号均适用,且具有较强的抗噪声能力.算例分析说明提出的方法是参数识别的有效方法之一.     

循环对称结构在外力作用下的模态特征及位移特性

在循环对称结构受迫响应分析的基础上,从理论上探讨了外载荷不同分布作用下结构的模态特征和位移特性。从而为循环对称结构的多点激振试验、模态分析和载荷识别提供理论依据,并且为模态分类提供一种有效的方法。