基于模态频率和有效模态质量的有限元模型修正

提出一种同时使用模态频率和有效模态质量作为目标量的残差进行结构动力学有限元模型修正的新方法。有效模态质量不但可以为结构动力学分析提供一种判断振动模态重要程度的方法,而且能够为有限元模型修正提供更多的信息量。介绍了基于灵敏度分析的模型修正实现过程以及有效模态质量的概念,推导了有效模态质量对设计参数的灵敏度,在此基础上采用仿真算例验证了所提出方法的正确性和有效性。仿真结果显示所有修正参数都回到了设定的目标值,即使当模态频率和有效模态质量等特征量都存在5%的高斯白噪声时,修正后在修正频段内特征量的均方误差都小于4%。研究表明,基于模态频率和有效模态质量的结构动力学有限元模型修正是有效可行的。     

结构有限元动态模型修正方法综述

本文简要介绍和归纳了五种常用的动态模型修正方法。对每种方法,都给出了它的基本思路、目标函数和修正模型的求解过程,以及各阶段的主要计算公式。基于对各种方法的深入剖析,并结合作者本人的一些实际经验和应用体会,此文还揭示了各种修正方法之间的内在联系及实际使用中应注意的问题。     

动力学有限元模型的复模态评估

工程中常采用频率和模态置信度准则评估有限元模型,评估结果对无阻尼或阻尼很小的结构是有效的,但一般阻尼结构其每一阶模态不同自由度存在相位差异,此时实数域上的评估会产生误差,且常用评估方法难以总体衡量模型。基于复模态的基本理论,从复频率、复振型幅值及相位值三方面来评估有限元模型,并且根据响应分析要求,通过建立评判标准和权重集,得到一个能综合衡量有限元模型建模准确度的参数。算例表明该方法可较好预估模型响应准确度,对于结构动力学建模技术具有重要的工程实用价值。     

基于试验模态参数的结构有限元模型修正

本文利用动力缩聚方法研究在结构模态试验的测量自由度小于有限元模型自由度时的模型修正问题,给出了一种利用非完备试验模态参数修正有限元模型的质量和刚度矩阵的方法,该方法可使修正后的模型保持原有的自由度相稀疏特性。     

实验模态数据修正计算模型的拉直算法

针对目前实验模态数据对计算模型修正方法中所存在的问题,提出了一种新的修正方法,该方法借助于数学上的拉直运算,把需修正的变量提出来直接对其进行修正运算,这样不仅保证了矩阵带状稀疏的特点,而且计算量也减少。最后给出了计算实例。算例表明该方法具有较高的修正精度。     

基于模态试验的对接圆柱壳结构有限元模型修正EI北大核心CSCD

壳体组合结构广泛应用于船舶、土木和航空航天等工程领域。为获得精确的对接圆柱壳结构动力学模型,采用基于数学模型的响应面法对有限元模型多个参数进行优化,实现有限元模型修正。通过模态试验获得对接圆柱壳结构的试验模态参数,采用模态置信度检验模态试验结果。利用ANSYS有限元软件对结构进行有限元模态分析,提取整体模态。通过中心复合设计方法获取样本点构造多项式响应面模型,采用决定系数和均方根误差检验响应面的拟合精度。响应面模型计算结果与试验结果的误差构造目标函数,多目标遗传算法用于优化响应面参数,最终将修正后的参数代入有限元模型得到修正模型。对比修正前后的模态频率,结果表明修正后得到的有限元模态频率与实测模态频率间相对误差明显减小,进而验证了基于响应面方法在对接圆柱壳有限元模型修正中的有效性。     

也论复模态振动分析理论的几个问题

本文首先推证了线性振动系统的复模态特征参数退化为实模态特征参数的过渡方式;其次,基于实模态理论与复模态理论的统一性要求,规定了复特征向量的正规化条件;然后,建立了复特征向量空间中的展开定理的表达式,并证明了其与实特征向量空问中的展开定理的表达式的统一性;最后,阐述了目前对复模态振动现象的特点的一些基本认识,并对复模态振动系统的共振慨念的近似定义提出了建议。     

利用模态试验结果修正有限元模型的有效方法

本文在分析，比较了用有限元模型和用实验模态分析结果描述结构动态特性的优，缺点之后，引出了用实验结果作为基准来修正有限元模型的必要性。此外，文中还简要介绍和归纳了几种模型修正的有效方法。对每种方法，都给出了它的基本思路，目标函 和修正模型的求解过程，以及各阶段的主要计算公式。     

结构有限元模型的实验结果修正

本文在简要介绍了用实验模态分析结果修正结构有限元模型的全元素修正法后,结合一个算例演示了该方法的应用。计算和分析结果表明,经过修正的有限元模型与普通有限元模型相比能准确地反映结构的动态特性,说明了这种方法的可靠性和有限元动态模型修正的必要性。     

改进的特征值修正方法及其在阻尼结构复模态综合中的应用

本文在特征值修正方法的基础上提出了一种阻尼结构的复模态综合方法。该方法特别适合于部件对接界面自由度较少情况下的阻尼结构模态综合。文章对复模态综合中子结构具有刚体位移情况提出了具体的处理方法,推导了一种考虑刚体位移的特征值修正方法方式。同时,为了在模态截尾情况下提高综合精度,在特征值修正方法中计入了剩余柔度的影响,推导了综合过程中剩余柔度的递推计算公式。给出了一个算例说明方法的有效性。     

基于复模态理论研究线性周期时变齐次系统的动态特性

线性周期时变齐次系统的状态方程经李亚普诺夫变换后，周期系数线性时变振动系统转化为一非齐次定常线性系统。对于拓补等价定常线性系统，可视为复模态系统，系统具有复模态和复振型。通过研究发现，线性周期时变齐次系统的模态不仅具有复模态的性质，而且为周期时变性。     

用复模态综合和优化方法求解结构局部动力修改逆问题

本文提出一种结构局部动力修改逆问题的求解方法。该方法利用复模态综合建立结构在广义坐标下的动力学模型,然后在广义坐标下导出以局部结构参数为未知量的逆特征方程,最后用优化方法求出结构修改参数。数值算例表明,本文方法精度能满足工程设计要求。     

基于能带结构理论的半导体光催化材料改性策略

作为一种新型的环境净化技术, 半导体光催化技术已引起全世界范围的广泛关注。然而, 传统光催化剂对太阳能利用率低、且光生电子-空穴对易于复合, 极大限制了该技术的实际应用。因此, 通过不同的改性手段合成具有可见光响应活性的光催化材料成为光催化领域研究的热点课题。提高光催化剂的活性, 除了合成方法的优选(调控尺寸、形貌、结晶度、微结构)外, 改性也是提高催化剂活性的主要手段。本文从半导体光催化的基本原理出发, 概述了半导体光催化剂改性的基本思想: 即拓宽太阳光利用范围和提高光生电子-空穴的寿命。围绕这一思想, 常用的改性策略有化学结构调控(能带调控), 以拓宽光谱响应范围; 表面修饰(表面敏化、半导体耦合和贵金属沉积)以提高电荷的分离效率。合适的能带结构是拓展催化剂的可见光响应范围和提高电荷分离效率的关键。     

高层建筑TMD风振控制分析的复模态法

本文对带TMD的高层建筑风振响应问题进行了系统研究。首先建立了运动方程，然后用第一振型将主体结构展开，针对所得方程为非经典阻尼和非对称结构以及脉动风谱为非有理分式风谱的情况，用线性滤波过程生成脉动风谱，用复模态理论和扩阶法进行解耦，获得了等效风谱对应的以第一振型表示的结构风振响应的解析解。本文方法可用于带TMD结构的风振与抗风可靠度分析以及基于可靠度约束的抗风优化设计。     

实用完备模态空间中的相容修正模型

本文建立了一种"一致元素型法".由此方法得到的"相容修正模型"不仅是唯一的,而且仅依赖正交关系导出便能满足特征方程.另外,由于本方法又属于"元素型"模式,所以相容模型有能较好地逼近位移有限元模型的特点.总之,本方法既克服了"引言"所述其它方法存在的三个问题,又具有比较简单的修正公式.     

用于结构振动模态分析的改进的有限元法

提出了两种分别适用于板的面内振动和圆环板弯曲振动模态分析的Fourier级数形式的插值形函数。数值计算结果表明 :对于结构振动模态分析 ,Fourierp_单元法能够有效地提高计算精度及收敛速度 ,特别是对于较高阶的模态效果更为明显。     

隔震结构非线性随机地震响应分析的复模态法

本对多自由度双线性滞变隔震结构在过滤白噪声地震激励下的随机响应问题进行了系统研究。首先建立了结构非线性运动方程；然后根据非线性随机振动理论对运动方程进行等效线性化；最后用复模态法获得了等效线性方程的解析解，将复杂的非线性随机响应问题简化为求解一元非线性代数方程问题，并给出了算例。从而建立了多自由度隔震结构非线性随机响应复模态分析的一整套计算方法。     

基于复模态实验数据的粘性阻尼矩阵的修正

在实际工程中,由有限元模型得到的计算值与通过试验获得的测量值之间往往存在偏差,为了能够精确预测结构的动力响应,依据测量信息修正存在的动力模型是非常必要的。考虑用不完备复模态实验测量数据修正粘性阻尼矩阵的问题。在假定分析质量矩阵与刚度矩阵是精确的情况下,通过求解一个约束最优化问题,得到了满足特征方程的加权Frobenius范数意义下的最优对称修正矩阵。     

基于谱约束下矩阵逼近的模型修正方法

基于谱约束下的矩阵最佳逼近理论 ,提出一种新的以实验振动测试和参数辨识的数据为参考 ,进行有限元分析模型修正的方法。该方法以实验获得的不完备模态的谱点为约束 ,运用Bayes估计原理来处理试验结果误差带来的实验模态可信度问题 ,求取分析模型的最佳逼近结果 ,然后获得质量阵的最小修正模型。这一方法无需迭代 ,计算简洁 ,可以避免非完备模态空间中修正模型可能出现的“畸变”现象 ,具有较好的物理意义