运输包装车辆装配系统直接与间接逆子结构动态分析方法实验验证

针对"产品-包装-车辆"装配系统中的包装耦合体,基于系统与部件水平的实测频率响应函数(FRF),计算了装配耦合动刚度,包括直接逆子结构法和间接逆子结构法。设计了一套实验模型并测量、计算和分析了其系统装配耦合动刚度,实验验证了这2种方法在实际包装耦合体的设计及其缓冲防震性能分析上应用的有效性。     

运输包装系统动态特性的逆子结构分析计算

在针对"产品-包装耦合-运载体"运输包装系统中的包装耦合体,给出确定其动态刚度的逆子结构分析计算公式之后,应用集总参数模型全面检验了适用于运输包装缓冲防震系统动态特性分析与评价的逆子结构计算公式.结果表明,相关的6个关键计算公式在集总参数模型的理想状态下,具有完备的计算有效性.     

离散化包装耦合体动刚度的逆子结构计算方法

提供离散化包装耦合体的动刚度一种间接的逆子结构计算方法,依据矩阵理论建立复杂包装耦合体等效离散化后动态刚度逆子结构分析计算方法及其普适性公式。应用典型运输包装系统的集总参数模型验证公式的完备有效性,并计算源函数（频率响应函数）误差的影响。     

产品-包装-运载体系统动态特性研究

为缓冲防震系统的设计与评估提供一种新的结构动态分析方法,将复杂耦合结构系统的动态逆子结构分析方法应用于运输包装工程中.从系统分析的角度建立用于确定"产品-包装-运载体"在系统与部件水平的动态特性的实验技术理论.通过对一个集总参数模型实例在系统水平的传递函数的计算,验证了所建立理论的有效性.     

基于逆子理论的洗衣机运输系统动态特性分析

目的获取产品运输包装系统各部件的动态特性。方法采用多级系统分布解耦法,结合二级刚性耦合系统逆子结构理论,推导由产品、车辆部件水平和系统水平频响传函预测关键部件频响传函的理论公式。搭建电机-洗衣机-车辆三级刚柔耦合运输系统,对理论方法进行验证。结果通过在线实验验证,基于理论预测得到的关键部件频响传函和测试值相吻合。结论研究结果为产品运输包装设计和优化提供了参考依据。     

逆子结构理论在运输包装中的研究进展

微动态逆子结构方法在解决由产品、包装和运载体(如车辆)组成的产品运输包装系统的相关问题上效果显著。综述了运输包装中逆子结构理论的发展与完善及其在其他方面的应用成果、测量信息不完备下的逆子结构分析以及间接逆子结构分析。逆子结构理论的发展为了解运输过程中产品的动态特性提供了新的方法,也为今后运输包装的进一步发展提供了参考。     

离散化包装耦合体动刚度的间接逆子结构分析计算方法

提供一种间接计算离散化包装耦舍体动刖度的逆子结构分析计算方法,依据矩阵理论推导了计算公式.该方法采用工程应用中较易测量或测量误差相对较小的系统水平和部件水平频率响应函数(FRF)进行分析计算,可有效提高计算精度和应用于运输包装系统动态优化设计的可行性.以典型运输包装系统的集总参数模型验证了公式的完备有效性,并比较了动刚度的直接与间接逆子结构分析计算因FRF测量误差所造成的结果偏差.     

多级耦合系统界面动态特性预测的间接逆子结构理论

建立了多级复杂耦合系统动力学模型,基于耦合系统传函特性,建立了子系统耦合界面动态特性在线预测的间接逆子结构方法,结合简单的四级包装系统模型进行了数值仿真和验证。结果表明:所建立方法具有很好的完备性。研究结论为复杂系统动力学特性分析提供了一种新的技术方法。     

复杂包装耦合界面动态性预测的改进逆子结构理论

以产品、包装、运载体组成的产品运输系统为研究对象,在动态逆子结构理论基础上建立适合这一系统特性的改进理论,研究包装界面动力学特性的反向建模技术并实验验证。结果表明：新方法能有效预测复杂包装耦合界面动力学特性。研究结论为产品运输包装设计提供新的理论基础。     

多点刚性耦合产品包装运输系统间接逆向子结构分析

在实际测量过程中,产品包装运输系统的耦合界面处通常空间结构复杂,导致该处的频率响应函数难以测得。针对该问题,提出基于多点刚性耦合产品包装运输系统的间接逆子结构方法,该方法无需测得系统耦合界面处的频响函数即可求得未知子系统(产品/关键部件)在耦合点处的频响函数。基于动力学微分方程和线性叠加原理建立系统与子结构的力与位移关系,再通过矩阵变换,分别得到了用于不同刚性耦合包装运输系统的间接逆子结构方法公式。建立集总参数模型,验证该算法的正确性。结果表明该方法在运输包装领域具有优秀的可行性和应用前景。     

多级刚性包装运输系统间接逆向子结构分析

目的针对各子部件耦合界面之间的系统水平频响函数难以测量,刚性耦合系统逆向子结构分析方法无法顺利应用的情况,提出多级系统间接分析方法。方法基于子结构理论,提出单点耦合和多点耦合系统的多级刚性耦合系统间接逆向子结构分析方法,然后建立相对应的集总参数模型,利用已知参数和公式获得部件频响函数直接计算值和预测值,最后将两者进行对比验证。结果部件频响函数直接计算值与预测值相吻合,验证了方法的准确性。结论提出的方法可为逆子结构理论在解决耦合界面频响函数难测问题时提供新思路,以及为在运输包装领域更广泛的应用提供更多的可能性。     

获取界面响应不可测数据的频响探针关键技术研究

目的针对传统逆子结构理论在求解过程中界面响应难以实测的问题,提出一种利用频响探针技术来获取该界面响应的关键技术。方法首先基于该频响探针的动力学微分方程,从理论上推导了该频响探针技术的理论公式,然后对建立的二级单点刚性耦合系统进行了有限元数值验证,将利用频响探针技术预测得到的难测原点频响函数与有限元计算值进行比较,并将该预测值代入逆子结构理论公式中,得到了部件频响函数的预测值,将该预测值与有限元计算值进行了对比验证。结果预测值与有限元计算值高度吻合,验证了该理论的准确性。结论该频响探针关键技术在获取界面响应不可测数据方面,有很好的应用价值。     

一种针对含非线性子结构多点耦合运输包装系统的解耦方法

目的 考虑到运输包装系统耦合形式复杂,包装材料及包装结构具有非线性特性,不容易测量局部物理参数,需要对传统逆向子结构方法进行优化,使之能够求解非线性多点耦合系统中子结构的动态响应特性。方法 使用描述函数法将非线性的运输包装系统线性化,测量其在若干特定振动幅值下的频率响应函数;之后,应用逆向子结构方法和参数识别方法,计算包装件的模态参数;最后,拟合包装件模态参数与振动幅值之间的关系,构建函数来描述包装件的动态响应特性。结果 在集总参数模型中,解耦预测值与实际值吻合;在有限元模型中,对响应峰值的预测误差小于5%,对响应跳跃现象所在频率的预测误差小于3%。结论 该研究将传统逆向子结构方法的应用范围拓展到了非线性多点耦合系统,对复杂运输包装系统动力学模型的构建和防振包装的设计具有指导意义。     

基于逆子结构的产品包装耦合系统传递路径分析

目的以产品包装耦合系统为研究对象,基于动态逆子结构技术,利用传递路径分析法研究对目标系统级传递函数峰值贡献量影响最大的子结构传递函数,并找出耦合界面特征参数对力传递率的影响规律,从而更好指导缓冲包装设计。方法通过建立二级多点耦合系统集总参数模型,以此来研究各子结构传递函数,以及各耦合点对目标系统级传递函数的贡献量,研究耦合点处物理参数对力传递率贡献量的影响规律。结果找到对主要传递路径影响最大的子结构传递函数,以及耦合点处刚度及阻尼对力传递率贡献量的影响规律。结论无需拆卸系统,即可实现路径贡献量分析,高效地识别各子传递路径对目标系统级传递函数峰值的贡献量,揭示包装耦合界面物理参数对传递贡献的影响本质,从而为指导缓冲包装的设计和优化提供理论支撑和技术指导。     

Indirect Inverse Substructuring Theory for Coupling Dynamic Stiffness Identification of Complex Interface Between Packaged Product and Vehicle Transport System

Inverse substructuring method has been recently proposed and applied for inverse analysis of the dynamical response of product transport system. The component‐level frequency response functions (FRFs) and the coupling dynamic stiffness for facilitating the cushioning packaging design are all predicted from only the system‐level FRFs. However, the system‐level FRFs from coupling degree of freedoms may not be measured accurately because of the difficulties of vibration excitation and response measurement for the coupled interface between packaged product and vehicle within the limited accessible space. The aim of this paper is to develop a new FRF‐based indirect inverse substructuring method for the analysis of the dynamic characteristics of a three‐substructure coupled product transport system without measuring system‐level FRFs at the coupling degree of freedoms. By enforcing the dynamic equilibrium conditions at the coupling coordinates and the displacement compatibility conditions, a closed‐form analytical solution to inverse sub‐structuring analysis of multi‐substructure coupled product transport system is derived based on the relationship of easy‐to‐monitor component‐level FRFs and the system‐level FRFs at the coupling coordinates.. The proposed method is validated by a lumped mass‐spring‐damper model, and the predicted coupling dynamic stiffness is compared with the direct computation, showing exact agreement. Then, the FRF tests of a physical prototype of multi‐substructure coupled product transport system are performed to further check the accuracy of the suggested method. The method developed offers an approach to predict the unknown coupling dynamic stiffness from measured FRFs purely. The proposed method may help to obtain the main controlling factors and contributions from the various structure‐borne paths for product transport system. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

Inverse Sub‐structuring Method for Rigidly Coupled Product Transport System based on Frequency Response Function Testing Probe Technique

The inverse sub‐structuring method has been recently proposed and applied for inverse analysis of product transport system, to predict the component‐level frequency response functions (FRFs) and the coupling dynamic stiffness from only the system‐level FRFs. However, previous applications of this method were all developed based on the assumption that the components were coupled by flexible couplings. Actually, increasing more components are welded or bolted to construct a coupled system, which should be treated as rigidly coupled system. The aim of this paper is to derive a new FRF‐based inverse sub‐structuring method for the analysis of the dynamic characteristics of a two‐component coupled product transport system with rigid couplings. And then a so‐called FRF testing probe technique is proposed and applied to measure the difficult‐to‐monitor FRFs at the coupling interface. The developed method is verified by a lumped‐mass model, showing exact agreement. Finally, the experiment on a physical prototype of two‐substructure coupled product transport system is performed to further check the accuracy of the suggested method. The proposed method is an extension of previous inverse sub‐structuring method and may help to obtain the main controlling factors and contributions from the various structure‐borne paths for product transport system. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.