中空薄板能量密度求解

复杂结构中高频振动响应的准确预测有着重要意义。基于能量有限元法,选择适用于复杂求解域的线性三角形单元,推导出薄板弯曲波能量密度,并通过统计能量法对其准确性进行验证;利用一种隐式几何网格划分法将能量有限元法推广到中空二维结构,同时以简单开孔矩形薄板为例研究单位功率激励下的能量密度与能流,研究发现,薄板能量密度随开孔尺寸增加而不断增加。研究对求解复杂结构中高频振动能量分布具有一定意义。     

基于面向对象的隔振系统功率流求解方法

针对复杂隔振系统———单层隔振和多层隔振的混合式系统的求解策略进行了详细的理论分析,给出了 深度优先的结构化建模方法。在此基础上,将隔振系统的结构化分析方法和软件设计中的OO(Object Oriented)思想相 结合,提出了复杂柔性隔振系统面向对象的功率流求解策略。     

基于数字图像相关方法的薄板结构振动功率流可视化

通过振动功率流法研究了薄板结构振动能量的传递特性,基于数字图像相关(DIC)方法对功率流进行可视化.结构振强定义为薄板结构单位截面上的功率流,考虑各方向上的内力及质点响应,其矢量场能够清楚指明功率流的大小和方向.通过对振强及其散度场的可视化,可以直观表征结构能量的传递路径及振源位置.基于实验方法的结构振强测量,涉及被测...     

基于功率流的结构主动控制方法

功率流表示单位时间内外力作功或结构耗散能量的能力，它是一个理想的反应结构振动或外力大小的物理量。本文分析了三种基于功率流的结构控制策略，并首先分别推导出了它们的控制算子的一般表达式，然后通过将建筑结构简化为单自由度模型说明了它们在减小结构动力响应方面的机理，最后给出了在简谐激励下结构响应的数值计算结果。     

基于有限元边界元方法的薄板声辐射分析

分析了薄板结构的声辐射功率与其厚度及其激振频率的关系,从理论上指出了激振频与厚度对薄板结构声辐射的影响,分析当激励频率与结构的固有频率十分接近时,薄板的声辐射特性,同时分析了方形结构与条形结构声辐射的差异,从而为薄板结构的在工程中的低噪声设计提供参考。     

有限尺寸V型薄板功率流透射损失研究

基于薄板理论,采用回传射线矩阵法研究了两对边简支任意角连接有限尺寸V型薄板的功率流透射损失。引入对偶坐标系,在力作用点和板接缝处对结构进行离散,同时考虑弯曲波动与面内波动效应,根据结构连接处的位移协调条件、力平衡条件以及两端边界条件得到V型薄板结构的散射矩阵。根据对偶坐标系的内在物理关系得到整体相位矩阵,最后推导出结构的回转射线矩阵。在此基础上,建立了V型薄板结构的动态响应分析模型以及功率流分析模型,通过对简谐点激励力作用下结构的动态响应进行对比分析,证明回传射线矩阵法具有很高的求解精度与求解效率。最后,分析了V型薄板结构功率流传导问题,研究了不同角度、不同板厚和不同阻尼损耗因子的V型薄板的功率流透射损失变化规律。     

基于向量式有限元的三角形薄板单元

向量式有限元是一种基于点值描述和向量力学理论的新型分析方法。该文基于向量式有限元基本原理,推导了三角形DKT薄板单元的基本公式,详细阐述了通过逆向运动处理薄板单元的平面内、外刚体位移从而获得单元节点纯变形位移的过程,以及进一步通过变形坐标系获得单元节点内力的求解方法;同时对质点的质量矩阵与惯性矩阵、应力计算的数值积分及插值方法、时间步长及阻尼参数的取值等问题提出了合理可行的处理方式。在此基础上编制了薄板单元的计算分析程序,并进行了算例验证。算例分析表明所编制的向量式有限元薄板单元程序可以很好地完成平板结构的静、动力分析,验证了理论推导的正确性和分析程序的可靠性。该文成果为进一步建立向量式有限元薄壳单元理论打下了必要的基础。     

房屋结构振动控制的功率流方法

文章将多层房屋结构简化为单耦合的带横梁的无限周期柱结构，有效地运用周期结构理论和波传播常数的概念，推导出多层房屋结构振源输入点阻抗的一般表达式，从而使得分析过程得到大大简化。介绍了导纳功率流方法，并运用振动功率流的概念评价基础隔震结构的隔震效率，指出了隔震效率不仅与隔震系统本身的阻抗特性有关，而且还取决于震源特性以及上部房屋结构的点阻抗特性；从功率流的观点出发，必须依据上部房屋结构的频率特性和震源特性来优化隔震器的设计，不仅使由地基震动经过隔震器输入到上部房屋结构的功率流为最小，而且还保证经济适用。     

基于功率流方法电磁反力混合型主动悬架研究

基于功率流方法,研究一种同时含有被动和主动结构的新型主动悬架.在这种结构中,主动控制力由电磁反力作动器产生,并且仅作用于汽车的非悬挂质量上.以某车型两自由度1/4模型为研究对象,采用结构导纳理论,建立路面输给悬架系统的总功率流、传递给车身的功率流及由电磁作动器耗散的功率流模型.设计以传递给车身的功率流为最小的最优控制策略,分析该电磁反力混合型主动悬架的性能.结果表明该悬架系统能较好地改善汽车在高频段的平顺性和轮胎的触地性,提高汽车行驶的平顺性和操作稳定性.     

基于功率流的隔振控制研究

针对工程中弹性基础引起动力设备的振动和噪声控制问题，建立了多支承弹性隔振系统的动力学模型，推导了机器、隔振器和弹性基础之间的动态传递方程，以能量传输观点来评价系统隔振效果，揭示机组、隔振器刚度，以及基础刚度等的不同参数对功率流的影响，为工业设计时参数的选择提供参考。     

振动功率流方法诊断梁的损伤

利用振动功率流方法对无限直梁在集中力作用下的损伤进行了诊断研究。损伤部位模拟为转动弹簧,利用断裂力学的有关理论得到其转动刚度。研究了梁在集中载荷作用下的弯曲波运动以及振动功率流的输入和传播,分析了振动功率流与破损位置及其特征尺寸的关系。首先从理论上研究了破损诊断的具体步骤,然后进行了实验研究,结果证明了理论分析的准确性和可靠性。     

基于有限元的能量流分析方法研究

区别于传统的统计能量分析,通过对有限元方法计算结果的后处理也可进行能量流分析。为提高计算效率,分析过程中对某些与频率相关的积分进行了推导简化。在此基础上,以Matlab为平台编写了相关计算程序。而后,对具体算例进行基于有限元的能量流分析并与统计能量分析的结果进行比较。最后,基于此算例进一步对基于有限元的能量流分析方法进行改进并对相应的计算程序进行优化提高计算效率。     

基于CBOS有限元溃坝流数值模型

用基于特征线的算子分裂(CBOS)有限元法求解Naiver-Stokes方程：即在每一个时间层上,采用算子分裂法将N-S方程的对流项与扩散项分开求解,对流项离散采用特征线-Galerkin法,显式求解。流体自由表面跟踪采用浓度法,建立了新的水波模型。经过下游河床有水、无水溃坝模型的验证,表明该模型能精确模拟带自由表面流体运动问题。同时,研究了下游河床无水时溃坝模型自由水面运动特征;探讨了下游河床有水时溃坝模型中涌浪波形成原因、波浪翻卷形成过程,并分析了涌浪波与下游河床水体冲击接触瞬间,下游河床压力突然增大这一现象。     

全柔性隔振系统功率流的有限元计算及其传递特性研究

传统隔振模型中设备甚至基础被视为绝对刚性,隔振器被视为质量弹簧,无法计及基础和设备柔性以及隔振器质量等对振动传递的影响。另外,基于传统模型计算传递功率流时,需要假设设备和基础形状规则以方便获得其导纳解析式。以不规则板模拟柔性设备和基础,以空间阻尼梁替代弹簧或隔振器,建立全新的全柔性隔振系统模型。采用有限元方法将整个系统离散,计算隔振器和板耦合节点处的力和速度,从而给出了输入系统和传递至基础的功率流的表达式。研究全柔性隔振系统功率流的传递特性,对建立目前机械设备发展所需的隔振系统模型具有指导意义。     

《有限元功率流落差计算方法研究》

给出基于有限元法的各种力学构件如隔振器、梁、板及其组合结构有限元功率流计算公式。通过对板梁组合结构有限元功率流落差与振级落差计算,研究两种评价方法的优缺点。研究表明,减振设计中应综合关注振级落差与功率流落差,协调降低,这样才能获得较佳的系统减振效果。     

基于遗传算法的有限元方法

本文将遗传算法应用于力学计算，目的是探求一种理想的并行计算方法，克服有限元法在形成和存储整体刚质阵时数据处理的困难。基本思想是设法将力学问题转化为优化问题，借用有限元法的离散技术，将结构离散成单元和节点，根据能量原理得到以节点位移为基本未知量的目标函数，然后利用遗传算法求其最优解，得各节点位移的近似值，再由几何物理关系求解单元应力，算例表明，该方法是可行的。     

压电智能结构冲击荷载有限元逆向求解方法

基于压电智能结构有限元动力方程,提出冲击荷载的逆向求解方法：采用最小二乘优化算法,通过后向迭代逆运算及前向迭代运算,使目标值与实测值最小方差不断收敛,完成对未知冲击荷载大小与作用位置识别。建立简支压电智能薄板有限元数值模型,算例结果表明该方法精度可满足工程计算要求,适用于形状、边界条件较复杂的智能结构冲击荷载识别。     

伴流声场计算的有限元方法及其应用

推导了势流中的声波方程,并运用伽辽金加权余量法建立了相应的有限元(Finite Element Method,FEM)弱形式.对于管道声学问题的计算,给出了所需边界条件的处理方法,通过离散和装配得到有限元矩阵方程.使用自行编写的有限元程序计算分析了 Herschel-Quincke(H-Q)管的消声特性.结果表明,在中...     

基于波函数法的结构振动功率流研究

根据波函数法（WBM）基于间接Trefftz法且不同于有限元等传统方法、在整个分析域内位移场由精确满足动力学方程函数表示、适用范围由低频扩展至中频等特点,基于该法对结构中频振动功率流问题进行研究。算例中用WBM法分析板结构功率流,并与有限元法比较。用计算结果验证该方法在求解中频振动功率流的有效性与优势。     

基于振动功率流的船艉传递路径分析

根据模态分析理论和功率流理论,分别从振动模态和能量的角度,对艉部系统的传递路径进行理论推导和数值分析。研究发现,螺旋桨处横向激励时船艉的三处传递路径中,在低频段,尾端支撑为主要的传递路径;在中频段,推力轴承基座处为主要的传递路径。