车载火箭发射系统模态分析与试验研究

为提高火箭炮的寿命及射击精度,通过试验模态分析法进行火箭炮系统模态测试。获取结构固有频率、 模态振型和阻尼比等模态参数,分析在不同胎压、支撑高度下系统的振动特性,为火箭炮结构系统的振动特性分析、 振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。简化模态测试试验过程,将测试获得的整车模态振动 参数与有限元仿真结果对比分析。仿真结果验证了有限元分析的精确度,提高了计算模态分析的应用价值。     

航空发动机涡轮盘振动模态与声模态分析研究

从结构振动实模态理论的角度,论述了结构振动与声辐射之间的基本耦合关系;推导了振动结构声辐射模态参数,推导出辐射声压模态。比照振动模态理论,讨论了辐射声压模态参数与振动模态参数之间的关系。对航空发动机涡轮盘进行了实验振动模态分析和实验声模态分析,识别出其振动模态参数和声辐射模态参数。为航空发动机零件的低噪声设计提供了实验数据,也为利用声信号进行振动的间接测量提供了依据。     

复杂结构水下模态试验研究

讨论了水下结构振动模态试验理论，采用双梁式数学模型和多点正弦适调力法，研究了复合体结构在空气和水中的模态特性以及流体对复合体的耦联作用，测量了了复合结构干、湿模态参数。     

以非满管代替满管进行转管炮身管寿命试验研究

为减少转管炮身管寿命试验的用弹量,研究用非满管代替满管进行转管炮身管寿命试验的技术。建立炮口振动位移计算方程,利用高阶傅里叶级数拟合炮膛合力,获得炮膛合力的频域函数;利用模态实验获得了转管炮的模态参数,构建转管炮起落部分的频响函数;利用频响函数计算了转管炮在满管射击、非满管射击方式下的炮口振动位移。以满管射击、非满管射击方式下炮口振动位移的一致性为原则,确定身管寿命试验方案。通过试验验证了满管射击、满非管射击方式下的身管寿命试验结果具有一致性,从而获得用弹量较少的身管寿命试验方法,节省了试验的弹药消耗。     

模态分析法及其在车辆上的应用

本文比较系统、详细地整理和介绍了近些年来才蓬勃发展起来的一种新的振动试验方法——模态分析法的基本理论。并结合实例,介绍了它在坦克装甲车辆上的应用,实验结果和有限元计算结果对比表明,两者吻合较好。     

鱼雷结构试验模态综合分析

给出了一种结构综合法，该方法适用于具有弹性连接的复杂结构。根据“模型修正”思想，基于完备模态空间，利用结构部件（子结构）模态试验结果，对子结构有限元计算模型进行修正，然后通过子结构对接界面间的广义耦合力集合各子结构运动方程而成为总系统方程，最后求解线性代数方程组，数值计算结果和模态试验数据对比表明，这种半试验半理论方法在工程上非常有意义。     

基于传感布置优化的履带车辆振动测试系统

针对大型结构振动测试传感布置优化问题,开发了集传感布置优化于一体的履带车辆振动测试系统。基于传感布置优化理论,提出一种惯性权值协同学习因子非线性动态调整粒子群优化算法;通过履带车辆有限元模态分析,获取节点不同阶模态振型值,依据模态置信准则开展履带车辆振动测试加速度传感布置优化计算;采用MATLAB和LabView混合编程搭建振动测试系统,开展履带车辆行进速度15 km/h的戈壁路、砂石路、铺面路以及起伏路4种典型路面谱激励下的车身振动测试试验。研究结果表明,试验测得的振动加速度最大值、最小值、均值以及均方根值与商用LabGenius振动测试软件结果基本一致,误差小于1%,验证了传感布置优化计算结果有效性及测试系统功能可行性,可为履带车辆振动测试传感优化及测试系统设计提供理论基础和实践指导。     

振动系统参数时域识别的复形法

1.引言利用最小二乘法对自由振动响应曲线进行拟合以确定振动系统参数,是时域识别的方法之一。设一动力系统的自由振动响应信号包括m个模态的信息,则其时间历程可表示为     

弹上设备的振动设计与试验

本文介绍并分析了某型多用途海防导弹弹上灵敏设备的振动设计及地面振动试验结果。文中提出的二质量减振系统模型概念,很适用于弹上特设安装振动响应的研究;结合对单自由度有阻尼减振系统的振动传递曲线的理论分析,归纳出几种适用于飞航导弹设备振动设计的方法,其中重点介绍了高阻尼减振的作用原理及在该型号导弹上的实际应用效果。     

仪器安装板振动环境虚拟试验和验证技术研究

基于商用有限元软件MSC.Patran和Nastran,研究了导弹仪器安装板结构的振动环境预示技术。建立了仪器安装板的三维实体模型,单机仪器使用质点模拟,并通过MPC法与安装板连接;设置了多种阻尼特性,通过模态叠加法预示了该仪器安装板在振动条件下的结构动力学环境,通过振动试验验证了预示结果。研究发现,使用大阻尼能较好地预示该仪器安装板结构的动力学环境。     

基于时域缩放ERA方法的工作模态辨识技术

研究了基于时域缩放选带,使用振动模态特征系统实现算法(eigensystem realization algorithm,ERA)的工作模态辨识技术.分析了ERA环境激励模态辨识方法的理论,给出了时域缩放选带技术和真实模态挑选技术的方法以及工作流程.通过算例研究了采用时域缩放技术的ERA工作模态辨识方法.研究结果表明:使用该方法可以有效地辨识出结构的模态,且可以采用滑动时间窗的方法获得模态随时间的变化结果;用于辨识的数据长度需要包含所需识别模态的6～8周期;阻尼辨识结果的偏差随阻尼比理论值变大而变小,对于理论值从1％～5％,辨识偏差从175％减小至10％;一阶和二阶阻尼比辨识结果偏差基本一致;振型辨识结果MAC值均在0.99以上.     

巴西卫星发射运载火箭的模态评定

本文说明目前正在进行的巴西卫星运载火箭的模态分析计划。对一个固体推进的四级运载火箭全尺寸模型按5种不同的构型进行试验。为模拟自由-自由边界条件,研制了一个摆式悬挂系统,研究了它对组装结构振动特性的影响。本文给有有限元法(FEM)模型理论分析结果和模态试验的初步结果,并讨论了理论分析/实验结果的相关性。     

舵机结构非线性因素建模与影响研究

结构非线性因素不可避免存在于舵机系统中,影响实验室内对系统的准确测试。本文就舵机系统中常见的传动间隙、摩擦、齿轮啮合刚度等结构非线性因素建立数学模型,以所得模型为基础进行建模与仿真,根据仿真结果对系统时域响应和振动分析,得到了摩擦和间隙对舵机运动及系统基频的影响。这对提高舵翼系统飞行控制面的有效性和安全性,有一定的工程分析和理论研究意义。     

航天飞机模态检验系统的研制和实施

在航天飞机两次飞行间的主要任务之一是检查轨道器子系统,如控制面、垂直尾翼和机翼等。目前,检验技术主要包括目检和X射线检验法,不仅费时而且没有要求的那样全面。以前的航天飞机部件和轨道器地面模态试验表明轨道器部件的故障可用标准模态试验法检验出来,于是美航宇局建成了一个专用的航天飞机模态检验系统(SMIS),用于子系统检验。本文介绍有关应用模态试验检测航天飞机部件故障、检测设施的详细情况和早期运用航天飞机模态检验系统研究潜在的轨道器振动问题等内容。     

蜂窝板振动的主动控制实验研究

首先利用有限元分析软件ANSYS对蜂窝板进行了有限元分析,计算出了蜂窝板结构的动力学特性参数,并对蜂窝板进行了试验模态分析,计算结果和试验结果基本一致.在此基础上,根据蜂窝板的振型设计出压电作动器的最佳安装位置,对蜂窝板进行了压电智能结构振动的主动控制试验研究,得到了较好的振动抑制效果.这些结果为蜂窝板的设计和实现主动振动控制提供了重要参考依据.     

重载轮胎面内刚柔耦合动力学建模及振动传递特性分析

针对重载子午轮胎扁平率接近1的特点,建立面内刚柔耦合模型并开展振动分析方法研究。提出重载轮胎面内胎体与胎侧耦合的试验模态测试与分析方法;考虑胎侧的惯性力和分段刚度,建立重载轮胎面内弹性基础柔性梁动力学模型;利用有限差分法,将面内耦合动力学方程离散化,建立基于轮胎几何、结构参数的三参数等效刚度重载轮胎面内刚柔耦合模型;基于试验和解析模态共振频率,利用遗传算法对重载轮胎结构参数辨识,建立重载轮胎面内刚柔耦合模型的传递函数解析模型。数值分析和试验验证结果表明：在0~300 Hz频率范围内,面内刚柔耦合模型可准确表征重载轮胎面内胎体和胎侧的耦合振动模态与传递特性;该建模与试验分析方法可将重载轮胎的分析频率由0~180 Hz扩展至300 Hz.     

结构热模态试验数据处理的工程方法

针对热模态试验中结构的模态参数随时间发生变化,常温模态试验的参数识别方法不再适用于热模态试验数据的处理的问题,对时变结构模态参数识别方法进行研究,提供了一种工程化的方法。在成熟的时变结构模态参数识别方法及工程化软件研制成功之前,利用＂时间凝固法＂得到系统在每一时刻的伪模态参数,并进一步分析得到伪模态参数随时间和温度的变化规律与范围,可以作为时变结构模态参数的工程近似解。     

通过在单个点上的动力试验来识别结构模态参数

本文论述一个具有任意粘性阻尼和振动频率几乎重合的结构在单点动态试验后进行模态参数的识别问题。阻尼值不一定很低,并且不采用可在保守结构固有振型的基础上使阻尼矩阵对角线化的限制条件。结构数学模型的迁移率-位移函数系数是利用理论值与实验结果的最小二乘配合来计算的。建立了误差的变分公式,以此通过使形式为J(Z)=1\2(AZ,Z)-(b,z)的二次泛函取极小值的方法来估价未知的系数。式中,A和b分别是实验数据的非负定矩阵和矢量函数:Z代表要识别的系数矢量。然后,把识别出的迁移率一位移函数分解成有理分式就可得到模态系数。本文列举了按模态试验结果来识别的一些例子,以说明该方法在困难情况了评价结构模态特性的精确值的情况。     

基于油气支承自由边界模拟的全箭模态试验技术研究

为了验证基于油气支承自由边界模拟开展全箭模态试验的工程应用,分别开展了基于小型油气支承系统验证方法和全箭模态试验应用可行性研究,对油气支承单元和系统进行了验证方案设计和实施,并对油气支承系统的关键设计指标、系统功能、稳定性和可靠性进行测量验证。最后开展某型号运载火箭的油气支承自由边界模拟和弹簧钢索悬挂自由边界模拟的全箭模态验证对比试验,验证了试验技术的可行性和有效性,也为未来大型运载火箭的研制提供试验技术支撑并积累了工程经验。     

复合材料加筋板失稳分析的工程计算方法研究

为对复合材料加筋板的稳定性和承载能力作简便、快捷的评估,建立一种针对多种组合形式的复合材料加筋板稳定性分析的工程计算方法。基于分段处理法,设计工程计算方法总体框图;基于经典层合板理论,计算各单层刚度系数;利用等效刚度法、有效宽度法等计算方法,建立加筋板的等效刚度矩阵模型和各屈曲模式下的屈曲载荷和破坏载荷计算相关的数学模型参数。设计该工程计算方法的计算程序流程,并利用MATLAB开发软件工具,实现参数化、自动化的屈曲模态判断和屈曲载荷、破坏载荷的预估计算。给出求解算例,将计算结果与试验和有限元分析结果进行对比分析,验证该方法的正确性和精确性。