动力响应问题的一阶摄动传递矩阵法

基于Riccati传递矩阵法，给出了一维不确定参数结构系统动力响应问题的一阶摄动计算方法。该方法在用于求解一维结构系统动力响应问题时，不需要按振型展开，因此，可以避免基于有限元法的矩阵摄动所带来的模态截断误差问题，从而提高分析结果的精度。算例对简支梁和锅炉给水泵转子的动力响应问题进行了一阶摄动分析；当ε较小时，一阶摄动计算结果和精确计算结果吻合良好。     

转子系统不平衡响应计算的Riccati传递矩阵法

不平衡响应分析是转子系统动力特性计算与设计中的重要环节,传递矩阵法是计算转子系统不平衡响应的方法之一.介绍了计算转子系统振动不平衡响应的Riccati传递矩阵法,并用M ATLAB软件编写程序对其进行数值计算,得到单盘转子上的圆盘有偏心时系统的不平衡响应曲线图.     

基于Riccati变换的整体传递矩阵法计算双转子临界转速研究

对整体传递矩阵法进行了改进,将Riccati变换应用于整体传递矩阵,导出了经过耦合单元和非耦合单元时的Riccati传递矩阵计算公式。使用该方法计算临界转速,数值稳定性好,计算精度高,容易编制通用计算程序。最后给出了数值算例,结果表明,计算高阶临界转速时,本文方法计算精度和数值稳定性与整体传递矩阵法相比有明显提高。     

分布多质量转子系统的不平衡响应特征

质量不平衡响应分析是转子系统动力特性计算与设计中的重要环节。这里以某汽轮机的涡轮轴系为研究对象,建立一个具有多个分布质量的力学模型,选择具有良好数值稳定性的Riccati传递矩阵法,进行轴系的不平衡响应分析,得到在工作转速和不同转速下,不同偏心质量处于轴系不同位置上时,轴系的不平衡响应。通过分析各种情况下不平衡响应的特性,考察轴系上各点对不平衡量的敏感程度,为该类转子的设计提供参考。     

基于子结构阻抗匹配与优化拟合高精度磨床整机动力学建模研究

基于分布质量Riccati传递矩阵法和有限元法，分析了高精度内圆磨床的自由转子和由术身、工作台等部件所组成的基础的动态性能。根据阻抗匹配原理，建立了由转子－－轴承－－基础所组成的整机动力学模型。通过整台机床的试验模态分析，采用参数优化拟合修正动力学模型，并计算出滚动轴承刚度，为整机动态性能分析优化奠定基础。     

基于传递矩阵法的风力机主轴动力学分析

根据某双馈型机组的主轴及其装配结构特点,将主轴简化为无质量梁单元和集中质量单元的组合,并将结合部轴承支承和齿轮箱分别简化为两对弹簧-阻尼器的组合,基于传递矩阵法构建主轴的动力学模型,分析计算得到主轴的固有频率及振型,并与有限元软件分析结果进行对比。     

基于子结构阻抗匹配与优化拟合的高精度磨床整机动力学建模研究

基于分布质量 Riccati传递矩阵法和有限元法 ,分析了高精度内圆磨床的自由转子和由床身、工作台等部件所组成的基础的动态性能。根据阻抗匹配原理 ,建立了由转子—轴承—基础所组成的整机动力学模型。通过整台机床的试验模态分析 ,采用参数优化拟合修正动力学模型 ,并计算出滚动轴承刚度 ,为整机动态性能分析优化奠定基础。     

异常情况下转子系统的不平衡响应特性

用Riccati传递矩阵法计算分析了支撑系统异常情况下转子的不平衡响应特性。分析结果表明，支撑刚度不对称情况下，在转子上加对称不平衡量，不仅激发一阶分量，同时还激发出明显的二阶分量，同样，加反对称不平衡量，不仅激发二阶分量，同时还能激发出明显的一阶分量，转子不平衡响应特性发生了很大变化。该结论对于指导机组动平衡具有非常重要的工程应用价值。     

基于传递矩阵的内燃机电站排气消声器优化设计

建立了排气噪声器插入损失的计算模型,利用传递矩阵建立了排气抗性消声器消声性能分析模型,并利用优化算法,对所设计的消声器参数进行了预测、优化和消声性能分析.经过试验测试,表明优化设计后消声器消声性能得到了提高,优化设计效果明显.     

结构动力修改的循环对称摄动新方法

利用结构的循环对称特性，以矩阵摄动理论和复约束法、伪单元法为基础，提出结构动力修改的循环对称摄动新方法，通过对循环对称扇区模型的分析获得整个循环对称结构特征值和特征向量的变化，大规模减少了这类结构动力修改的计算工作量，大大提高了计算效率。算例证明方法正确、有效、简捷。     

传热结构摄动敏度分析及动态拓扑优化

针对传热强化拓扑优化过程中新形成的孔洞边界对拓扑优化影响的问题,研究了考虑孔洞影响的拓扑导数分析技术,并提出了优化过程中对新形成孔洞边界进行处理的自适应动态边界处理方法。应用Lebesgue微分理论,基于域摄动敏度分析和局部极限定律,推导了Poisson方程控制系统在三类边界条件下不同目标函数的拓扑导数计算公式;最后通过数值分析实例验证了采用该方法直接设计高效换热器的可行性和有效性。     

重频结构大修改动力重分析的矩阵摄动法

为拓展矩阵摄动法在结构重分析中的适用范围,提高重分析计算精度,针对重频结构参数大修改提出了重频结构动力重分析的矩阵摄动法。采用高次增量法将反映重频结构参数改变的质量矩阵和刚度矩阵的增量分别表示为小参数ε的一次与二次幂项之和,根据矩阵摄动理论推导得到重特征值的二阶摄动解及相应特征向量的一阶摄动解。数值算例表明,所提出方法极大提高了重频结构大修改下的动力重分析计算精度。     

传递矩阵法分析平面柔顺机构的振动特性

为了分析柔顺机构的动态性能和力学传递关系,提出一种新型的基于传递矩阵法的振动力学模型。柔顺机构由若干个柔性铰链与杆件顺序联接而成,采用传递矩阵法描述其力学状态量的传递关系。将柔性铰链视为拉伸和弯曲变形的弹性梁,应用材料力学理论建立反映其自振性能的传递矩阵。将杆件视为刚体,采用动量矩定理建立其动力学模型,得到描述振动刚体的传递矩阵。按照柔顺机构的联接形式,将每个元件的传递矩阵进行拼装,得到系统总传递矩阵。总传递方程以柔顺机构的边界点状态矢量为未知变量,矩阵中的元素为机构结构参数和频率的函数。应用边界条件,可得柔顺机构的特征方程,通过求解方程可得系统的固有频率和振型。将外力纳入传递矩阵,建立反映外力激励与系统的关系的扩展传递矩阵以求解系统的频率响应。通过2种常用平面柔顺机构的动态性能分析,结果表明所建立模型的正确性,能精确描述柔顺机构力学传递关系。     

不确定声场分析的区间矩阵分解摄动有限元法

针对修正一阶区间摄动有限元法存在的一阶Taylor展开误差较大和求解摄动逆矩阵时计算效率不高的缺陷,提出区间矩阵分解摄动有限元法(Decomposed interval matrix perturbation finite element method, DIMPFEM)。该方法将系统动态刚度矩阵分解为若干系统子矩阵之和,每个系统子矩阵的摄动矩阵用摄动因子和常量矩阵的乘积表示,避免了摄动矩阵的Taylor展开误差;采用Epsilon算法求解摄动逆矩阵的修正Neumann级数,有效提高了计算效率。将DIMPFEM应用于具有区间参数的二维管道和二维商务车声腔模型的声压响应分析,分析结果表明,与修正一阶区间摄动有限元法比较,DIMPFEM获得了更高的计算精度和计算效率。