带有加强筋的Mindlin板动态刚度阵法

以加筋中厚矩形板为研究对象，推导了加筋板的动态刚度阵，为动态刚度阵法提供一种新单元。板的运动微分方程由Mindlin厚板理论给出，同时还考虑了板平面内的振动。对于板上加强筋的处理，则通过Hamilton原理对板的运动方程作相应的修正，最终得到加筋板的运动微分方程。而方程的解析解直接用于单元刚度阵的推导，所得加筋板单元的动态刚度阵结合传统有限元方法的单元组装和求解方法即可用于计算整个结构的动力响应。此外，还给出了加筋板单元的均方响应计算公式，可用来计算结构的平均振动能量。最后通过数值算例验证本文方法，计算结果与传统有限元方法进行分析比较。     

柱状缓冲空气垫动态刚度研究

以柱状空气垫为研究对象,给出了空气垫动态刚度与气垫动态压缩变形量、初始相对内压关系的理论模型。取不同规格初始内压相近,以及相同规格初始内压不同的空气垫,通过动态压缩试验,得到了空气垫的动态刚度,并与理论模型进行了比较。试验结果表明,动态刚度的理论预测值较试验值大,相同规格的空气垫,随初始相对内压的增加,动态刚度增大,初始内压较小时理论值与实验结果吻合较好。     

变刚度印刷滚筒的空挡冲击动态特性研究

针对滚筒从印刷工作面转至空挡面时产生空挡冲击载荷而引起结构 振动的问题,分析了变刚度印刷滚筒空挡冲击的动态特性。先介绍变刚度印 刷滚筒结构的设计理念及其静态挠曲变形情况,再采用有限元方法对普通印 刷滚筒和变刚度印刷滚筒的模态特性、临界转速和空档冲击动态响应进行了 研究。结果表明：变刚度印刷滚筒保持轻量化的同时,其静态挠曲变形相较 于普通印刷滚筒有较大幅度下降,且在自由振动特性、响应位移振幅、振动 平衡位置和振动衰减速度方面更具优势,比普通印刷滚筒的结构更为稳定。     

振动特征值的边界约束刚度灵敏度

研究基于边界约束刚度修改的振动值灵敏度问题。利用摄动法,将微分方程和边界条件化为不同摄动阶的微分方程和边界条件,从而得到特征值问题的灵敏度方程。运用有限元法,推导了特征值的边界约束刚度灵敏度的近似表达式,并用算例作了说明。     

基于可变刚度抗蛇行减振器的车辆动力学性能研究

CRH3系列高速动车组在长期服役过程中偶有发生蛇行运动稳定性裕量不足的问题,车辆装配T60型抗蛇行减振器,在车轮磨耗末期易发生构架横向加速度报警问题,装配T70型抗蛇行减振器,则在新轮或车轮磨耗初期易发生“晃车”的问题。针对晃车和报警问题开展可变刚度抗蛇行减振器的仿真与试验研究,以满足车辆在不同轮轨接触状态下车辆的蛇行运动稳定性需求。动力学仿真表明,可变刚度抗蛇行减振器能有效兼顾解决“晃车”和“报警”问题;进一步分析可变刚度抗蛇行减振器与两种高速踏面的适应性,采用S1002CN踏面时车辆临界速度高于350 km/h,而采用LMB10踏面时仅为220 km/h,且S1002CN踏面对应的平稳性和舒适度指标都优于LMB10踏面。最后通过整车滚振台架试验对变刚度抗蛇行减振器性能进行了试验验证,结果表明该减振器可以兼顾轮轨低锥度和高锥度匹配状态,可使车辆均具有良好的动力学性能。     

一种识别复杂连接结构刚度参数的实用方法

以某型航天器太阳电池阵的试验数据为基础，对电池阵的连接铰链副刚度参数进行了识别，推导出一套识别复杂连接结构的实用方法。通过连接子结构动柔度矩阵特征方程，建立了以界面节点内力和界面节点位移为未知数的动平衡方程，然后通过子结构上的可测自由度振型来计算连接界面节点力和节点位移，最后求解动平衡方程得到连接铰链副的刚度参数。文中还讨论了不同类型单元组合的问题，通过计算结果与试验结果对比，表明本文所提出的方法应用于识别复杂连接结构的刚度参数是正确的，有效高的辨识精度和良好的工程应用价值。     

《剩余质量阵和剩余刚度阵的近似计算方法》

在模态综合法中，剩余质量阵和剩余刚度阵的计算通常依赖于子结构的质量阵和刚度阵，由于几乎不可能通过实验方法得到子结构的质量阵和刚度阵，因此很难将实验数据应用于理论模态综合法中。针对这一困难，通过分析剩余质量阵和刚度阵的表达式，推导出它们的近似计算公式，这一近似计算公式中不含质量阵和刚度阵，亦即不需要事先知道质量阵和刚度阵就可以计算剩余质量阵和剩余刚度阵，从而回避实验辨识质量阵和刚度阵这一极具挑战的动力学反问题，克服实验模态综合法应用中的困难。数值计算表明，所提的剩余质量阵和剩余刚度阵的近似计算方法切实可行，且模态综合结果具有较高的精度。     

一种基于子结构界面动刚度的模态综合法

针对传统模态综合法中由于高阶截断模态带来的计算误差问题,本文将子结构界面动刚度进行级数展开,用子结构的固定界面主模态表示,并利用位移协调和力平衡条件对子结构界面动刚度进行模态综合,发展了一种新的模态综合方法。该方法保留了截断模态高阶项的贡献,界面力高阶平衡条件的利用减少了界面自由度的引入。推导过程不必引入质量矩阵为对角块的假设,比现有改进方法更具普适性。数值算例的结果表明在相同自由度的前提下,本文提出的方法能获得更高的模态综合精度。     

拱桥吊杆等刚度设计及其动态响应分析EI北大核心CSCD

针对中承式拱桥结构中短吊杆处较易率先疲劳破坏的情况,分析各个吊杆处的刚度差异。以某中承式钢管混凝土拱桥主跨吊杆为研究对象,通过调整吊杆单元的弹性模量对吊杆进行等刚度设计,采用车桥耦合迭代的计算方法,得到车辆荷载作用下吊杆的应力响应曲线并计算冲击系数。对拱桥吊杆的动态响应进行分析并与初始模型情况比较,结果表明:等刚度模型短吊杆应力有明显下降,各吊杆间应力差异降低;吊杆的冲击系数降低,长短吊杆间冲击系数之差减小幅度达到50%;不平度等级对冲击系数的放大作用不随刚度调整而改变。说明对拱桥吊杆进行等刚度设计能够有效的平衡吊杆受力情况,使吊杆受到的冲击作用较为均匀,提高吊杆耐久性,为实际工程应用提供依据。     

大型变压器绕组刚度系数的动力修改方法

鉴于变压器绕组刚度及阻尼特性的复杂性，提出了一种确定变压器绕组刚度系数的新方法。该方法应用模态分析中的结构动力修改与灵敏度分析理论，采用理论分析和实验相结合的方法确定变压器绕组刚度系数。由该方法确定的刚度系数既包括了绕组垫块及端圈刚度的非线性特性，又考虑了诸多材质，结构，制造，安装，环境等理论上难以考虑的影响因素。经理论分析与实验验证，证明该方法是正确、有效的，可作为变压器绕组设计，结构特性重分析及故障诊断的依据。     

非对称矩阵结构系统固有值分析的广义逆迭代法

本文提出一种求解非对称矩阵结构的固有值的数值方法-通过广义的逆迭代过程把一个大型非对称的二次特征值问题简化为小型的标准特征值问题.算法不涉及复数运算,也不需把n阶的二次问题变换为2n阶的线性问题.迭代是在原n阶规模上进行,从而保持了系统各矩阵稀疏、带状的特点.节省了存储量和计算机时.数值实验表明本方法具有良好的稳定性和精度.     

一系螺旋弹簧动刚度对车辆-轨道耦合振动影响分析

建立准确表征一系悬挂轴箱螺旋弹簧波动特性的力学模型,运用动刚度矩阵法求解,研究其对悬挂系统隔振性能影响。结合基于格林函数法的车辆-轨道耦合动力学模型,引入弹簧刚度频变特性,对比分析考虑一系螺旋弹簧频变刚度前后车辆动力学性能之间的差异。结果表明,动刚度矩阵法可以精确求解螺旋弹簧随频率变化的动刚度特性,在一阶模态振动频率后弹簧刚度值呈现103等级的剧烈变化,该结果与有限元模型结果一致;一系螺旋弹簧的动态频率特性导致轮轨激励由车轮至构架的振动位移传递率提高到接近于1,而对车体的振动传递率提高到了10-3左右;在整车车辆-轨道动力学计算中,其对轮轨振动影响较小,但车体与构架出现了较高的高频振动能量峰值。包含一系悬挂动刚度的车辆模型更接近实际,为了降低车辆振动,应尽量提高一系螺旋弹簧自振频率并降低动刚度变化幅值。       

转子的多自由度支承系统动刚度研究

本文研究多自由度支承系统动刚度的计算方法,并用于计算轴系临界转速。由两个自由度支承系统出发,导出求解动刚度曲线的正则化滤波方法,以获得近似最优解,推广至多自由度系统获得解析形式的三次样条和经验解,实例证明了计算方法是正确和有效的.     

泡沫材料动刚度及阻尼系数的声阻抗管测量方法研究

提出了泡沫材料动刚度和阻尼系数的声学测量分析模型,建立了相应的实验测量系统。对2种铝板泡沫缓冲结构的动刚度和阻尼系数进行了实验测量和计算分析,结果表明:可以根据声阻抗的测量结果,分析计算得到泡沫材料的动刚度和阻尼系数;铝板泡沫缓冲结构中铝板的质量越大,相应的共振频率越低,共振峰值也越高;对于泡沫材料相同、铝板质量不同的铝板泡沫缓冲结构,通过声阻抗曲线得到的动刚度及阻尼系数分别基本相同;考虑泡沫材料质量的影响,可以得到更准确的计算结果。     

变厚度圆柱蓄水池动力分析的传递矩阵法

本文用改进的传递矩阵方法分析了变厚度圆柱蓄水池的液固耦合问题,推广了T.Irie等人创立的传递矩阵法.文中导出的每一个壳元的传递矩阵能表示为一个封闭的形式,而不同以往采用的幂级数渐近形式.在建立的一阶矩阵微分方程中,虽然由于池内壁的水动压力作用出现了耦合项,但文中采用了振型迭代技术使求解中遇到的这一困难得到圆满解决.     

联接刚度对核电百万千瓦级汽轮发电机轴系的动力特性影响研究

Reduce分析法可大为简化联接刚度对核电百万千瓦级汽轮发电机轴系的动力特性影响之研究。在自行研制的“核电百万千瓦级汽轮发电机轴系模拟试验台”上，成功地进行了联接刚度对轴系固有频率的灵敏度分析，为“核电百万千瓦级汽轮发电机”的动力修改奠定了坚实的基础。