交叉模态对结构随机振动疲劳损伤的贡献

以小阻尼简支梁为例,讨论了交叉模态对随机振动疲劳损伤累积的贡献;结构的响应分析采用模态叠加方法,随机振动疲劳损伤累积分析采用M iner线性疲劳损伤准则。数值模拟结果表明,即使是小阻尼稀疏模态结构,交叉模态对结构振动疲劳损伤累积的贡献也是不容忽视的。     

动车水箱焊缝随机振动疲劳寿命的时域法研究

动车车载设备较多采用焊接结构,在列车高速行驶过程中,焊缝处易发生疲劳失效。以往的分析对象多数主要是简单焊接结构,而对于复杂焊接结构,特别是随机振动时焊缝的疲劳寿命预测比较欠缺。为此,针对某包含焊缝及水的动车水箱有限元模型,采用模态叠加瞬态响应分析法,获得该焊接结构中各节点的应力-时间、加速度-时间响应曲线。结合焊缝S-N曲线、Miner线性累积损伤理论和雨流循环计数法,基于时域法估算母材及焊缝的随机振动疲劳寿命。结果表明:连接水箱上盖板和下箱体的焊缝处疲劳寿命最低,仅为17 min,根据预测结果给出了水箱的结构优化方案。通过与台架试验数据对比,表明该种焊缝疲劳寿命数值模拟算法具有正确性和有效性。     

某行波管输能窗结构动力学特性与随机振动试验

行波管工作在非常恶劣的环境下,对结构可靠性具有很高的要求.本文探讨了国内外学者及科研机构对行波管结构动力学特性分析的研究方法和研究情况,利用有限元模仿真分析和随机振动试验相结合的方法,进行了某行波管输能窗两种结构的力学机理分析、动力学特性分析和随机振动试验.结果表明,有限元仿真分析的结论与随机振动试验的结果是吻合的.     

机车车辆转向架水平梁随机振动疲劳损伤分析

随机振动疲劳破坏严重影响机车车辆的行车安全。本文提出了机车车辆转向架部件随机振动疲劳分析的标准流程,并分别使用IEC61373规定或实测数据提取的加速度频谱密度,通过有限元分析软件对某地铁转向架的水平梁进行随机振动疲劳损伤分析。分析表明转向架水平梁结构的母材部分满足设计要求,而焊缝部分的疲劳损伤和结构阻尼有关。     

随机振动载荷下塑封球栅阵列含铅焊点疲劳寿命模型

对塑封球栅阵列(PBGA)封装器件Sn37Pb焊点进行了正弦振动、随机振动实验,得到各个载荷下焊点的疲劳寿命结果.建立了三维有限元模型,进行与实验条件一致的有限元分析,计算焊点的应力;将实验结果与有限元计算相结合,并基于Steinberg寿命预测模型,发展了随机振动载荷下焊点疲劳寿命预测方法.结果表明,疲劳寿命模型预测...     

导弹多点激励振动试验系统动力学仿真

基于一种闭环控制方法,对导弹多点激励振动试验系统进行动力学仿真。通过对整个系统进行合理简化,利用MSC.Patran/Nastran有限元软件对振动试验系统进行模态分析及随机振动分析。最后,计算出各控制点的振动加速度响应谱。结果表明,试验结果与仿真结果基本一致,验证了计算机动力学仿真的正确性。     

超高斯随机振动疲劳加速试验模型研究EI北大核心CSCD

通过理论分析,针对超高斯随机振动激励建立了相应的振动疲劳加速试验数学模型,给出了模型中未知参数的具体求解方法,并通过实际试验进行了验证。该模型十分便于进行振动疲劳加速试验的定量设计,具有很好的工程实用性,可用于评估随机振动环境下工程结构的疲劳寿命与可靠性。     

巨型变压器钳夹式油箱试验模态分析

本文对巨型变压器钳夹式油箱结构进行了试验模态分析,并用模态试验得到的精确模态参数,检验和修正了油箱结构的动态分析数学模型.文中介绍了油箱结构模态试验方法和试验设备及有限元动态分析数学模型的修正,还对结果进行了分析和讨论.     

随机振动响应下空间相机支撑结构设计与试验

针对某高分辨率空间相机结构随机振动加速度响应大的问题,对空间相机支撑结构进行了优化设计。(1)建立了基于随机振动响应分析的数学模型,推导了随机振动均方根响应表达式;(2)基于三点定位原理和双脚架柔性结构原理设计了相机支撑结构,以相机安装点RMS值最小为目标,基频作为约束,建立了相机支撑结构随机响应优化模型,对支撑结构柔性环节位置进行了尺寸优化设计,采用MSC.PatranNastran有限元分析软件对优化处理后的支撑结构进行了工程分析,相机安装点随机响应RMS值最大19.6 grms;(3)对相机支撑结构进行了随机振动试试验。结果显示:有限元分析结果与试验测量数据符合的较好,最大相对误差为8.2%,所设计的空间相机支撑结构满足空间相机使用要求,验证了所采用优化方法的可行性。     

超高斯随机振动疲劳加速试验模型研究

通过理论分析,针对超高斯随机振动激励建立了相应的振动疲劳加速试验数学模型,给出了模型中未知参数的具体求解方法,并通过实际试验进行了验证。该模型十分便于进行振动疲劳加速试验的定量设计,具有很好的工程实用性,可用于评估随机振动环境下工程结构的疲劳寿命与可靠性。     

反拱形水垫塘底板上举力特性的试验研究

以实际工程高拱坝水垫塘底板稳定性研究为背景,阐述了反拱形水垫塘底板上举力的成因,建立了考虑板块下表面压力沿缝隙传递的失稳区板块专门水力学模型测量板块的上举力,在模型试验结果的基础上,分析了底板上举力的分布规律。给出的最大上举力经验公式,可用于工程设计中反拱结构的水动力荷载计算。     

基于多项式拟合的细长梁结构振动位移重构方法

细长梁结构易受内外因素的干扰而振动,由此引发的疲劳损伤问题不利于结构安全。实时重构结构的振动位移是健康监测和振动智能控制中的关键环节。目前,模态分析法广泛用于细长梁结构的振动位移重构,但对于边界条件复杂的细长梁结构或结构受较强非线性因素干扰时,采用模态分析法重构结构位移将存在诸多不便。针对此问题,提出了基于多项式拟合的细长梁结构振动位移重构方法,并采用延展结构边界的方式有效规避了多项式拟合经常出现的龙格现象。通过有限元模拟和实验数据的对比,验证了基于多项式的位移重构方法的精确性和可行性。结果表明:基于多项式拟合的位移重构方法适用于细长梁结构线性振动和非线性振动的位移重构;延展结构边界可有效规避多项式拟合出现的龙格现象;延展长度为0.875L～1.125L(L为细长梁结构的长度),虚拟测点应变的量级小于等于真实测点应变最大值的量级时,重构得到的结构位移精度较高。     

基于声辐射模态模型求解声功率灵敏度

声功率灵敏度分析揭示了结构振动引起的辐射声功率与结构设计变量之间的关系。通过利用声辐射模态模型来处理声辐射环节,利用有限元振动模型来处理结构振动环节,从而提出一种新的声功率灵敏度求解方法。在带障板的加筋板声辐射模型中,采用较常用的瑞利积分模型处理辐射环节的方法对其进行了验证。最终验证了这种方法的可行性。     

RV减速器振动特性分析

为了研究RV减速器的振动特性,建立了RV-20E型RV减速器的刚柔耦合动力学虚拟样机模型,利用灰色关联度分析了样机的准确性。之后通过模态分析,分析了RV减速器的整机模态频率、振型等。进一步使用有限元方法对RV减速器进行了瞬态动力学分析,得到了不同工况下的仿真信号,并与试验测得的不同转速、负载下RV减速器的加速度振动信号进行对比,仿真分析结果与试验结果吻合度较高。分析结果表明负载对RV减速器振动的影响较小,而转速对于RV减速器的振动有明显影响。     

新型少齿差行星齿轮装置振动特性分析与实验研究

对某少齿差行星齿轮装置进行结构改进设计,运用动力接触有限元法求得包括啮合刚度激励、误差激励、啮合冲击激励的轮齿啮合内部动态激励。通过建立有限元模态动力分析模型,计算齿轮装置固有频率及振型,综合考虑内外部激励情况下,研究该齿轮装置的结构动态响应及噪声。利用振动测试设备对该齿轮装置进行振动噪声测试。结果表明：分析预测值与实验结果相符。     

双金属复合翅片管振动特性的研究

双金属复合翅片管是一种高效传热元件,容易发生流体诱导振动破坏,对其进行振动模态理论分析具有重要的工程指导意义。针对双金属复合翅片管的结构特征,将其简化为串、并联刚度系统,采用组合截面等效弯曲刚度、等效扭转刚度和等效抗拉压刚度,并结合等效质量和等效转动惯量的方法,对其弯曲、扭转和轴向振动模态进行理论解析。为了验证理论分析方法的准确性,对双金属复合翅片管的振动模态进行了实验测试和有限元分析。研究了翅片几何参数对双金属复合翅片管振动频率的影响规律。结果表明,对于矩形翅片形式的钢铝双金属翅片管,其弯曲、扭转和轴向振动频率均随翅片高度和翅片厚度的增大而减小,随翅片间距的增大而增大。     

超期服役大跨海港钢栈桥结构动力特性测试分析与安全评估

超期服役大跨海港钢栈桥结构动力特性方面的研究较少。采用现场测试与有限元数值模拟分析相结合的方式,对106m跨度的超期服役大跨海港钢栈桥结构的动力特性进行了系统研究,明确了不同激励方式对结构模态测试结果的影响程度,测试得到了超期服役的106m跨度的典型简支下承式抛物线型空腹钢桁架栈桥的动力特征参数,并根据三年的栈桥结构固有频率测试结果,基于结构固有频率变化对栈桥结构的安全状态进行了评估。试验与分析结果表明：初速度激励法、初位移激励法与脉动测试法测试得到的栈桥固有频率基本相同,因此,结构模态测试时,可根据现场的测试条件灵活选取三种激励测试方式,结果是一致的。现场实测得到的栈桥模态参数表明,栈桥结构的阻尼比不超过0.03,其竖向一阶固有频率在1.70Hz左右,竖向一阶振型具有一个振型节点,这是典型简支下承式抛物线型空腹钢桁架结构振动特性的特殊之处。根据三年的栈桥结构固有频率测试结果及变化规律,评估超期服役栈桥结构的安全状态是良好的,结论与现场外观检测的结果一致。以上工作和结论可为类似码头的简支下承式抛物线型空腹钢桁架栈桥的动力特性测试及结构安全检测评估提供一定的经验参考。     

柱式负荷传感器的摆动支承振动分析

动态称重条件下,柱式负荷传感器的支承方式可分为弹性支承和摆动支承。动态称重时,摆动支承的称重系统表现出显著的振动特性,影响称重准确度和负荷传感器的疲劳寿命。针对摆动支承柱式负荷传感器,分析其运动特性得出摆动支承的稳定性条件,得到摆动支承下回复力与摆动角及施加的竖向力近似成正比的关系。利用达朗贝尔原理建立柱式负荷传感器摆动支承振动的动力学控制方程,分别对其自由状态和动态称重状态的动力学响应进行数值计算,得出支承振动振幅和回复时间的影响因素,为动态称重准确度的分析提供参考,同时也可作为称重系统减振的设计依据。     

考虑关键运动副特点的船用多功能数控机床模态分析

针对船用多功能数控机床在舰船环境下的结构动态性能研究,结合舰船波浪载荷作用下的摇荡特点,揭示了机床的运动坐标体系和布局方案,并进行了机床关键导轨滑块运动副5自由度载荷特点的受力分析;依据机床振动理论构建了导轨滑块运动副粘性阻尼振动模型及其有限元结构模型;采用机床锤击试验模态和机床有限元结构模态相结合的方法验证了包含导轨滑块运动副粘性阻尼系统的有限元机床模型的适用性,并分析确定了机床110Hz内的6阶模态振型及其频率。     

超声珩齿振动系统的设计方法及其动力学特性

超声辅助珩齿是一项应用前景良好的齿轮精加工方法,其振动系统的设计是关键技术之一。分析了变幅杆和齿轮振动时的耦合关系,对振动系统做了合理简化。在此基础上,结合边界条件,提出一种新的振动系统设计方法,并利用它设计了变幅杆,分析了变幅杆和齿轮的动力学特性。通过与有限元分析及试验结果比较,说明所提出理论模型是完全合理可行的,实例计算结果比有限元分析结果更接近实测值。所获得的结论对超声珩齿振动系统的设计有一定的指导意义。