复杂非线性系统动力分析的一种方法

提出了求解复杂非线性系统动响应的一种计算方法 ,推导了子结构动响应的计算公式 ,进行了综合分析 ,并给出算例     

改进的固定界面模态综合及其多重子结构计算原理

本文在Craig方法的基础上,导出了固定界面模态综合法的改进方法,并进一步导出分层多重动态子结构法,基本思想是把一个复杂结构分成若干子结构,再将这些子结构划分为更小的子结构,从而使特征方程阶数大为降低,这样有效地减少了整体结构动态特性的计算时间。通过实例计算,证明该方法在计算大型复杂结构时,是有效的。     

履带式起重机折线式臂架结构承载能力

履带式起重机的折线式臂架是典型的细长框架结构,臂架结构的稳定性是系统起重性能一个重要依据。以每个臂节为单位对臂架结构划分多个子结构,建立随子结构一起运动的随动坐标系。通过自由度凝聚,将子结构的内部位移凝聚到边界端面上。基于共旋坐标法,推导子结构单元的广义节点内力。考虑到臂架结构受到的机构约束和重物提升方式,给出由于机构位移和吊重附加在臂架结构上的广义节点外力及其对结构位移和机构位移的导数。对含载荷参数的臂架结构节点力平衡方程求导,得到一组微分方程,通过求解微分方程并结合失稳判断准则可以得到臂架结构的失稳载荷。通过数值算例,说明该方法在快速求解履带式起重机折线式臂架结构的失稳载荷方面具有很好的速度和精度。     

动态子结构技术的研究

提出了具有连接子结构的固定界面模态综合法。基于本方法编制了三个子结构的固定界面模态综合法程序。所结算例表明 ,该方法计算量小 ,精确度高 ,可用于复杂耦合系统的动态特性分析。     

船用齿轮箱动响应的有限元分析与计算

采用MASTA软件与ANSYS软件相结合的方法,对箱体进行子结构分析,利用凝聚节点实现了传动系统和箱体的耦合连接,建立了大功率船用齿轮箱系统的动力学分析耦合模型。在对齿轮啮合刚度激励、传递误差激励和啮合冲击激励分析计算的基础上,对齿轮传动系统相啮合齿轮的动态啮合力进行了分析计算。并将该动态啮合力进行转换得到轴承处的动态力,施加在相应的凝聚节点上,对齿轮箱体的动响应进行了分析。     

基于混合子结构法的输电导线风雨激振气动特性

为了探究输电导线风雨激振的诱发机理,基于混合子结构方法对输电导线风雨激振非定常气动力进行了针对性的研究。首先,分别构建结构子结构(输电导线和上雨线)和流体动力计算(computational fluid dynamics,简称CFD)数值流场子结构;其次,利用自制的风洞模拟实验台及相关测试系统,获取结构子结构的振动响应(频率,振幅);最后,将测得振动响应作为CFD数值模拟的边界条件,计算绕流场特性并获取气动力特性参数,将计算得到的气动力施加到输电导线上,得到输电导线的振动响应并与实验结果比较。分析结果表明,混合子结构方法能够准确获得输电导线发生风雨激振时的气动特性,该方法为不便于实验获取气动力特性振动问题研究提供了一种有效途径。     

考虑参数区间不确定性的子结构模态综合法

为提高大型复杂结构不确定性分析的计算效率,提出了一种考虑参数区间不确定性的改进自由界面子结构模态综合法。首先,根据系统特点将其划分为若干子结构,采用摄动法对含有区间不确定性参数的子结构进行分析,为减小模态截断误差,考虑剩余柔度的影响,通过构造1组与低阶模态加权正交的等效高阶模态集,避免了直接对系统刚度矩阵进行求逆的计算过程,解决了含有刚体位移时的子结构剩余柔度矩阵的求解问题;其次,根据界面连续性条件,得到考虑参数区间不确定性的系统模态综合方程;最后,分别采用本研究所提出的方法以及Monte Carlo法对某钢架桥模型进行了不确定性分析。计算结果表明,本研究方法在保证计算精度的同时可以有效提高模型计算效率。     

星型齿轮箱动响应的分析与计算

采用MASTA软件与ANSYS软件相结合的方法,通过子结构分析和凝聚节点的作用,实现了星型齿轮传动系统和箱体的耦合连接,建立了大功率星型齿轮箱系统的动力学耦合模型,在对齿轮啮合刚度和传递误差分析计算的基础上,对齿轮传动系统相啮合齿轮的动态啮合力进行了分析计算。并将该动态啮合力进行转换得到轴承处的动态力,施加在相应的凝聚节点上,对齿轮箱体的动响应进行了分析,获得了任意点处的位移、速度和加速度。     

基于子结构凝聚的多层级拓扑优化设计理论与应用

提出一种基于子结构凝聚理论的多层级拓扑优化方法,用于设计包含细密几何特征的结构.该方法将高层级整体结构划分为若干低层级子结构.其中,高层级结构通过变密度拓扑优化方法获得结构构型;低层级构型以结构几何参数描述,采用静态凝聚法实现内部节点自由度凝聚,通过对结构参数寻优实现低层级变拓扑的优化设计.通过承载梁最小柔度设计及散热...     

复杂柔性车载液压机械手弹性动力学建模方法研究

利用动态子结构法研究一种柔性车载液压机械手的弹性动力学建模方法。考虑机械手动态设计和振动主动控制的实现,根据机械手各部件的实际边界约束条件,将机械手系统分解成由不同约束的连续梁构成的9个子结构,且在液压作动器的作用点设置约束模态坐标,以方便机械手振动主动控制方程的导出。在建立各子结构的动力学控制方程后,借助边界条件经综合得到系统的动力学模型。该方法易于实现、计算效率高,便于讨论结构参数对低阶模态的影响规律,也为机械手的振动控制提供了理论基础。     

The influence of the coordinate reduction on the identification of the joint dynamic properties

A problem of establishing a theoretical model of a joint from the measured frequency-response function (FRF) data is discussed in this paper. The model of the joint is considered as a coupled dynamic stiffness matrix, which generally includes six degrees of freedom (DoFs). For two types of least-squares solution the terms of use are clarified. The effect of coordinate reduction on the identification results is demonstrated numerically. Also the effect of added noise is studied. Using a substructure synthesis method and the identified joint dynamic properties the assembly response is reconstructed.     

立铣加工系统建模及参数辨识方法

针对立铣加工系统动力学建模问题,笔者提出了一种立铣刀与刀柄结合部的模型。建立了坐标系,定义了子结构及结合部的导纳函数。采用包含了线性刚度和扭转刚度及相应阻尼项的刚度矩阵表征结合部。采用导纳综合法分析了其耦合导纳函数。研究了基于遗传算法辨识模型刚度和阻尼参数的方法,算例及试验研究结果表明遗传算法辨识模型参数准确,与试验测试一致性较好。     

振动子结构综合与修正方法研究综述

在大型复杂的结构设计过程中,子结构综合与修正方法由于其快速、动态、综合等特点越来越广泛地应用于现代结构设计之中,以完善子结构综合与修正方法知识参考、引起国内学者关注该技术研究为目的,阐述了振动子结构与系统之间的综合与修正方法。在子结构综合方法中,主要对比分析了模态缩减与综合、频域JETMUNDSEN、REN、机械阻抗导纳法综合法、频响函数奇异值分解降噪法、子系统转角自由度刚柔等效及转换方法的原理及应用,评述了上述方法的优点与不足,就尚未解决的问题作了进一步探讨;在子结构修正方法中,对比分析了多重参考基准修正法、目标函数动态修正法、参数型修正、神经网络型修正、灵敏度修正、频响函数修正等方法的应用,总结了模型修正方法中存在的一些问题。最后,提出了振动子结构综合及修正方法的研究趋势。     

梁杆碰撞激发瞬态波传播的动态子结构模型

针对梁杆碰撞问题,通过推导物理坐标和模态坐标下的动力学控制方程,采用黏结接触模型和单轴压缩局部接触模型处理碰撞产生的接触约束,提出一种适用于梁杆碰撞激发瞬态波传播研究的动态子结构模型。与理论解的比较表明,该动态子结构模型具有良好的数值收敛性和较高的计算精度。数值计算结果显示,该模型能够有效地分析碰撞激发的杆中轴向波和梁中弯曲波的传播、反射和相互干涉。借助该模型,分别研究轴向波和弯曲波通过碰撞接触约束的传播效应,研究结果表明,柔性构件碰撞的一个显著特征是波传播效应直接影响碰撞力响应,并使碰撞力响应形式变得异常复杂。     

分支轴系扭振分析的动态子结构矩阵法

介绍了一种适用于复杂分支轴系扭振分析的动态子结构矩阵法，该方法利用分支轴系之间的协调关系，将直串子结构动力分析的动态矩阵法与子结构模态综合法结合起来，从而大大简化了分支轴系的扭振分析。     

基于准自然标志的平面位移测量方法

针对三坐标测量机的结构复杂、系统庞大、价格昂贵使得应用面受到限制的特点.因此开发了一种基于虚拟坐标测量概念,采用数字图像处理技术的简化三坐标测量机.在平面位移测量上,用具有不同半径长的圆形图案人造石材板作为工作台面,以圆心坐标与半径长为标志,利用Hough变换计算出圆形的圆心坐标及半径长度,再利用已知的圆心坐标及半径确...     

不同坐标系下滑动轴承动特性系数计算方法的相互转换

为了完善滑动轴承动特性系数在不同坐标系下的计算方法及相互间的转换关系,分别建立极坐标系和直角坐标系下油膜压力的计算模型,并分析计算过程中雷诺边界条件的实现方法;给出计算扰动压力的边界条件,运用偏导数法推导扰动压力的表达式;讨论2种坐标系之间动特性系数的转换矩阵,并通过实例进行验证。结果表明,2种模型计算结果一致,说明了该方法的正确性,完善了诸多研究所依据的经典轴承理论。