界面响应不可测的刚性耦合系统逆向子结构分析

获取产品运输系统的动态响应特性是进行缓冲包装设计的关键,逆子结构理论是一种在线预测部件频率响应函数的方法,大多数机电类产品的物流运输是通过螺栓等方式与货车、轮船等运载体直接刚性连接。由于耦合界面处物理空间的限制或者脆弱部件的干扰,难以在此同时进行激振和拾振,使得测量信息面临不完备的风险,传统的逆子结构理论是基于测量信息完备基础上的。提出利用虚拟质量法来获取耦合界面处难测频响函数的方法,建立基于虚拟质量法的界面响应不可测的刚性耦合逆子结构理论。然后利用集总参数模型对该理论进行了验证,结果显示预测值与计算值完全吻合,最后通过物理模型实验对该理论在实况条件下的有效性进一步验证。该方法为子结构解耦问题中的测量信息不完备问题提供了一种思路。     

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。     

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。     

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。     

应用逆子结构方法确定包装耦合体动态特性

应用动态逆子结构分析理论,针对"产品-包装耦合-运载体"系统中的包装耦合体,提出一套基于系统与部件实验测量的耦合动态特性分析计算新方法,包括直接逆子结构法和间接逆子结构法.应用集总参数模型及部分实验结果检验该套技术方法的有效性.这两种方法是为实际包装耦合体的设计及其缓冲防震性能的评价而提出的.     

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。     

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。     

用于间接获取耦合界面频响函数的变截面频响探针研究

针对传统逆子结构理论在实测中耦合界面响应数据难以获得的问题,在已有等截面频响探针技术的基础上,为调和等截面探针过细无法固定传感器、施加激励和过粗难以深入到系统耦合界面的矛盾,提出一种更为实用的变截面频响探针技术。基于杆件纵向振动的通用动力学方程,对变截面面积函数进行代换,从而得出变截面杆件纵向振动方程式的解。通过理论推导,得到变截面频响探针技术的公式。为了去除频响探针自身质量对测量结果的影响,对变截面频响探针技术公式进行了优化。运用有限元方法对变截面频响探针技术进行了验证。结果表明变截面频响探针技术可以用来获取界面响应的不可测数据,且相比等截面探针更为实用。     

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.     

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。     

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。     

基于频响函数的逆子结构方法误差分析

目的 通过分析随机误差在基于试验频响函数(FRFs)的逆子结构分析方法中的传递,得出随机误差对预测结果的影响规律,为基于逆子结构方法分析复杂结构的动态特性提供参考价值.方法 对获得的系统频响函数施加不同程度(1％,5％,10％)的随机误差,对比分析各个耦合系统频响函数对预测子结构频响函数的影响.结果 对耦合系统频响函数施加随机误差后,采用逆子结构方法对耦合系统解耦后预测的子结构频响函数严重偏离真实值,尤其是共振频率附近,所施加的随机误差在预测子结构频响函数中甚至被放大了数十倍,导致预测结果不可靠;且耦合系统耦合点处的频响函数对预测结果的影响最大.结论 通过分析明确了系统频响函数所携带的随机误差对预测结果的影响规律,且这些误差将随着矩阵的求逆运算被放大,且交叉耦合系统频响函数对预测结果的影响最为显著.     

基于局部动力测试的结构损伤识别方法与试验

为解决试验数据采集量少、数据信息不完备、结构局部损伤识别敏感性低等问题,提出利用结构局部动力测试数据进行结构损伤的方法。首先,通过原结构局部动力测试试验,得到原结构的局部激励时程曲线和加速度响应时程曲线;然后,在试验数据基础上,根据附加虚拟质量法构造新结构,并求得新结构的加速度频率响应函数;接着,根据频率响应函数,识别出新结构的试验频率,并将该频率与有限元模型计算得到理论频率对比,识别原结构的损伤。桁架结构的局部动力测试结果表明,所提方法可以准确地识别出桁架结构的损伤,并且具有较高的精度。     

三塔斜拉桥抖振的耦合行为研究

三塔斜拉桥较为柔性,振动模态较为密集,对风更为敏感。以京沪高速铁路南京长江大桥为工程背景,基于多模态耦合振动分析理论,对三塔斜拉桥抖振的耦合性能进行了研究。分别采用多模态耦合抖振分析方法和非耦合的单模态SRSS(Square Root of Sum of Squares)方法对结构在设计风速下的抖振响应进行了分析,将两种分析方法所得抖振响应的均方根及功率谱密度函数进行比较。为明确模态间的耦合关系,进一步分析了结构抖振响应随参与分析模态数的变化情况。分析结果表明:三塔斜拉桥抖振响应存在明显的多模态耦合效应,模态间的耦合作用将增大结构的抖振响应。对于大跨度桥梁的精细化分析,抖振的耦合行为不容忽视。     

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.     

对接圆柱壳结构的频响函数子结构混合建模方法研究

以建立精确的对接圆柱壳结构动力学模型为目标,为解决对接圆柱壳结构实验模型存在的界面转角自由度信息缺失的问题,提出了频响函数子结构混合建模方法,采用界面刚性等效方法进行界面转角自由度信息的近似估计,并将其与有限元频响结果进行对比分析,验证了该方法在圆柱壳结构中的计算精度。同时,根据子结构频响函数获取方式、界面自由度的不同,采用子结构频响函数综合方法进行多种工况下的混合建模。结合对接圆柱壳结构的振动特性,对比分析不同工况下的混合建模结果。结果表明：考虑界面转角自由度信息后,可有效提高对接圆柱壳结构的混合建模精度。     

梯形聚乙烯泡沫结构动态压缩响应有限元分析

现有的缓冲包装五步法局限于对长方体结构进行面积与厚度进行设计计算,梯形结构设计不能运用此方法。为研究梯形结构的动态压缩响应规律及对设计提供依据,对发泡聚乙烯梯形结构进行了一系列的试验与理论分析。基于ABAQUS中的低密度泡沫本构建立二维有限元模型;在发泡聚乙烯一维动态本构关系基础上,利用虚拟质量法对梯形发泡聚乙烯结构动态压缩响应进行分析。数值模拟结果表明:二维有限元模型能精确获取任何梯形泡沫结构的力学行为与变现模式。当利用虚拟质量方法分析梯度结构的力学响应,随着梯形泡沫的锥度增加,分析误差也随之变大,这是由于梯形泡沫结构不均匀变形造成的,因此,虚拟质量法仅在求解锥度较小的泡沫结构的动态响应有较高的精度。     

声振系统中高频能量流分析法研究进展

能量流分析法是预测声振系统中高频动力响应的一种有效手段,该方法引入的假设条件较少,并可基于声振系统的几何模型计算随空间变化的稳态动力响应,应用上具有很大的优点。本文首先回顾了不同结构件（包括杆、梁、板及复合结构）各种波场的能量微分方程及其理论基础的发展过程,然后,针对不同类型的声振系统耦合形式,包括结构/结构耦合,结构/流体耦合及其它耦合情况,说明了基于能量流分析的耦合问题处理方法的发展,最后,说明了计算随机激励下声振系统响应的随机能量流分析法的相关研究,以及其与经典统计能量分析法间理论关系研究的进展情况。