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.     

受模糊干扰的耦合型颤振的模糊稳定分析

在耦合型颤振的分析中考虑了模糊不确定性因素的影响,利用模糊数学分析方法详细探讨了受模糊干扰的耦合型颤振的模糊稳定性分析问题,给出了关于耦合型颤振的模糊稳定性切削阈的可能性分布及其置信水平表达式。     

一种时域颤振判定新方法研究

采用离散傅里叶变换方法对颤振时间响应历程计算结果进行分析,提出了一种从多个模态分支计算结果中归纳耦合主颤振分支的方法。分别从频率移动理论和能量变化观点出发,提出了针对颤振边界的临界颤振动压判定频率移动判据和能量因子判据。通过对国际标准跨声速颤振算例AGARD445.6机翼的时域颤振计算结果进行分析,验证了方法在耦合模态分支确定、临界颤振动压判定、主颤振分支判定3个方面的高有效性。此外,将该方法应用于高速中等展弦比气动翼面的跨声速颤振特性研究,成功地根据较复杂的响应曲线判断出了颤振边界,表明该方法具有良好的工程应用前景。     

结构声腔耦合系统的振型耦合特性分析及应用

推导并验证了带-柔性壁面的矩形刚性腔体结构的内部声压表达公式和一种振型耦合系数的有限元计算新方法。深入分析了振型耦合系数的特点,发现影响振型耦合系数的主要因素是结构声腔在耦合面上的振型相似程度和复杂程度,它们进而影响结构声腔振型耦合的强弱。本文基于振型耦合系数的特点,成功控制了某轿车车内噪声,使得驾驶员右耳测点噪声降低5dB,为轿车车身低噪声设计提供了一种有效可行的新方法。     

受模糊干扰的耦合型颤振的模糊稳定分析

在耦合型颤振的分析中考虑了模糊不确定性因素的影响,利用模糊数学分析方法详细探讨了受模糊干扰的耦合型颤振的模糊稳定性分析问题,给出了关于耦合型颤振的模糊稳定性切削阈的可能性分布及其置信水平表达式。     

基于CFD/CSD耦合算法的机翼颤振分析

用计算流体力学/计算结构力学(CFD/CSD)耦合算法对标准气动弹性模型AGARD445.6机翼作了颤振分析,主要研究机翼的跨音速颤振求解问题.采用常体积转换法(CVT)进行流体与结构之间的数据交换并运用松耦合方法对气动弹性方程进行时域推进仿真.计算机翼在Ma=0.499～1.072的颤振边界,并将计算结果同偶极子格网法(DLM)的计算结果与试验结果比较,结果显示CFD/CSD耦合计算结果较DLM计算结果更接近于试验值,尤其是在非线性强的跨音速区域.可见,CFD/CSD耦合计算比DLM具有很大的优越性.     

考虑平移-扭转耦合结构多模态静力弹塑性分析方法模态选取的研究

由于存在平移一扭转耦合作用,结构的非主振方向的振型对地震响应量也有贡献,和非耦合结构中模态贡献一般随着频率的增加而减小不同,对不同的响应分量有可能高阶模态的贡献要大于低阶模态的贡献,这就造成了采用振型参与系数比或有效质量参与系数比判断结构模态的选取不能保证结构全部地震响应分量的计算精度,这在算例中也得到了证实．为了更好的控制模态选取,定义了振型参数＂λji＂,提出采用振型参数和振型参与系数比这两个参数共同控制结构模态的选取．通过变换影响模态响应对总响应贡献大小的四个因素,即周期比、基本周期、偏心率和地面运动,按正交设计法设计了16个计算模型,采用MATLAB计算软件编程对平一扭耦合结构的动力时程分析进行了精确计算,计算结果表明振型参数和各个模态的各个响应分量的相对大小有很强的相关性,从而采用振型参数可控制振型每一个响应分量的误差,振型参与系数比可控制某一振型整体对结构响应的贡献大小,通过这两个参数可更好的控制模态选取,特别是对于复杂高层结构的意义更为明显．     

叶轮机失谐叶片流固耦合颤振高效分析方法

直接流固耦合算法耗时极大,因此传统的失谐叶盘结构系统颤振研究一般将气动力忽略或将其当成小扰动。为了快速、准确分析叶轮机失谐叶片的颤振特性,基于气动力降阶模型提出了一种高效的叶轮机失谐叶片流固耦合分析方法。该方法利用系统辨识技术和一些基本假设来构建叶栅非定常气动力降阶模型,并在状态空间内耦合结构运动方程,得到气动弹性模型,通过改变部分叶片的结构参数来研究失谐对系统流固耦合颤振稳定性的影响。针对STCF 4算例,该方法计算得到的响应结果和直接CFD的结果吻合良好,但计算效率却提高了近2个数量级。运用该方法研究叶排系统的刚度失谐,通过求解气动弹性矩阵的特征值快速获得了系统的稳定性特征。结果表明,刚度失谐可以明显改善系统的颤振稳定性,也会导致模态局部化。失谐方式、失谐量和流固耦合作用对失谐后系统的颤振稳定性都有明显影响。     

相互垂直的谐振动合成轨迹研究

通过对两个相互垂直、频率比为有理数的简谐振动的合成研究,提出了描述合振动轨迹的特征参量:振幅比、频率比、图形余弦、方向正弦.对两个相互垂直的简谐振动合成的轨迹进行计算机模拟,编制了反映合振动轨迹变化规律的李萨如图形表.     

采用非定常N—S方程的翼型颤振特性分析研究

以非定常N－S方程为主管方程,计算翼型振动的瞬时非定常气动力,并与颤振方程耦合求解,用时间推进的方法,计算了结构响应特性。经多个算例计算,研究了颤振的临界速度随马赫数的变化规律以及极限环振荡等非线性特性。计算结果与其它献计算结果吻合很好。     

平板梁弯扭颤振的机理及Selberg临界风速公式

本文解决的问题是:1、根据振动理论导出了文献中作为经验公式给出的Selberg临界风速公式。2、揭示了平板梁弯扭颤振的机制——就体系总体而言属自激性质;就扭转振动而言属自由振动性质;就竖向振动而言属强迫振动性质;颤振机制中不存在负阻尼因素。3、证明了由节段模型导出的Selberg临界风速公式可以不加改变地适用于等截面整体梁结构。     

长跨平板闸门稳态自激响应的计算

建立了水流诱发长跨平板闸门顺水流方向弯曲振动自激响应的数学模型 ,通过试验确定了振动方程中的参数 ,达到可预报闸门振动的目的。计算值与实验值吻合 ,说明本文建立的数学模型基本上反映了平板闸门顺水流方向弯曲振动自激响应的内在机理     

机械加工过程中机械振动的成因及解决措施

在机械加工过程中,振动现象严重影响生产效率与被加工件的表面质量,同时损坏切削刀具,造成噪声污染。因此,分析机械加工过程中机械振动的成因并通过相关措施进行抑制是机械加工行业重要的研究内容。文章结合工作实际,针对机械加工过程中振动现象的产生原因及其特征进行了分析,并提出相应的措施,为解决机械加工过程中机械振动现象提供参考。     

表面微坑低频振动加工刀杆的位移检测与控制

在分析蜂窝状表面微坑低频振动冲击加工原理的基础上,研究了低频振动冲击在缸套内表面形成分布规律和结构参数可控的微坑加工方法,提出了利用位置敏感器件（PSD）为核心构成在线二点法的刀杠位移检测系统,并将检测出来的实际参数传递给计算机,计算出刀杆位移的修正位置和修正余量,由伺服电机驱动刀具对表面微坑进行低频振动加工.该方法使微坑加工过程变得平稳,显著降低了由于振动引起的噪声,微坑分布和结构参数可控,且所有微坑均匀分布、相互独立,有效保证了微坑加工深度.     

轨道不平顺引起的车轨桥空间耦合振动分析

轨道不平顺对车轨桥空间耦合振动的影响是一个有待研究的问题。本文建立了车辆一无碴轨道-桥梁系统的空间耦合振动模型,并通过功率谱密度得到轨道不平顺的时域模拟样本,以其为激励源,分析车辆-轨道-桥梁空间耦合振动响应。通过对比,考虑高低不平顺的空间模型与4种几何不平顺的计算结果,由此得到,轨道不平顺的改变主要影响轨上部分的振动,对轨下部分以及桥梁结构影响不大。     

振动滚压加工的运动方程及计算机辅助分析

本文为振动滚压加工试验提供了一种新的手段。即采用微机对振动滚压的加工效果进行仿真。用计算机辅助分析产生不同结果的原因,找出得到最佳的仿真结果及其加工参数,并付之试验验证。该研究手段可以大大缩短试验次数,节省大量的材料、动力及试验时间。     

刹车装置摩擦噪声的动力学模型及理论分析

对刹车时发出的尖叫摩擦噪声的机理进行研究。首先分析和给出了摩擦表面的接触模型,进一步给出了刹车装置动力学模型,并进行了求解。在此基础上分析和论证了摩擦噪声产生的机理及规律,表明：尖叫摩擦噪声是由摩擦引发的高频自激振动所致。     

基于MATLAB/SIMULINK的超声波振动加工过程仿真研究

在建立超声波振动加工过程中“刀具—工件”系统的动力学模型的基础上,应用MATLAB软件中的Simulink建立了该系统的控制系统模型,并对振动加工过程中工件的运动规律进行了仿真分析.仿真结果表明,超声波振动加工方法能够极大地降低普通切削过程中工件的振动,对提高工件的加工表面质量和加工精度具有重要意义,是实现精密切削加工的一种有效方法.     

陶瓷精密振动攻丝技术

本文阐述了笔者在对阴螺纹精密振动加工研究过程中,总结了目前所使用的精密振动攻丝技术,振动攻丝理论的发展、振动攻丝的精度分析、常用精密振动攻丝技术及陶瓷的精密振动攻丝技术。     

超声振动主轴关键部件设计与动力学分析

为实现超声振动钻削加工,需设计超声振动主轴系统。而主轴系统中声振部件是最关键的部件。本文首先提出了一套用于微细孔加工的轴向超声振动钻床主轴的关键部件的设计方案,通过分析超声振动钻削主轴的基本工作原理,确定了主轴关键部件的结构选择和设计方法,进一步对主轴关键部件的连接进行改进。随后对主轴关键部件建立动力学模型,并应用Ansys Workbench软件对其进行了动力学分析,得到了关键部件的模态和谐响应特性,动力学分析验证了设计的可行性,最后通过钻削实验实现了难加工材料的微细孔振动钻削。