基于跨点导纳法识别工程结构模态参数

提出了基于环境激励下，运用跨点导纳法识别大型工程结构模态参数的一种方法。叙述了跨点导纳法理论的基本定义和原理，跨点导纳法运用结构的输出自功率谱求出结构的主频率，运用结构的输出响应谱比值确定结构的振型，从而识别出环境激励下工程结构的模态参数。并结合传统模态试验原理，对一个平面薄板进行了两种对比试验，试验结果显示跨点导纳法识别结构的模态参数与传统的模态试验是一致的。分析表明跨点导纳法能够准确有效地辩识工程结构的模态参数。     

商用车驾驶室惯性参数辨识

惯性参数是进行驾驶室悬置系统设计的重要参数。传统的惯性参数测试方法不仅实际操作复杂,而且难以保证测试的精度。根据驾驶室的结构特征,结合模态理论与惯性参数的关系,提出基于剩余导纳和频响函数的惯性参数辨识方法。分析了影响惯性参数辨识的因素,并就如何提高辨识精度提出解决方法。最后,通过模态试验得到驾驶室的频响函数曲线,并选择合适频段计算其惯性参数。结果表明,质心位置、主惯性轴方向符合驾驶室结构特点,转动惯量值数据可靠。     

点导纳法的模态密度测试试验

模态密度能反映结构系统振动能量的存储能力,是应用统计能量分析法研究中高频动响应问题的重要参数。模态密度的实验获取常采用激励点导纳法。基于点导纳法原理,分别采用脉冲锤击和正弦扫频两种激励形式,测试一矩形铝合金板的模态密度,考虑传感器的附加质量,对测试结果进行修正。结果表明,激励形式对矩形铝合金板的模态密度的测试精度有较大影响;传感器的附加质量在不同激励形式下,相同频段内,对识别结果影响的差异明显;经过附加质量修正后,正弦扫频激励测试结果与理论值吻合性较好。     

低阻尼板结构模态密度测试方法

导纳实部平均值法是主要的模态密度测试方法，理论上导纳实部是在连续频率上进行平均的，实际测试中通常是在离散频率点上近似平均的，但低阻尼结构各模态半功率点带宽较窄，模态重叠因子不高，若测试分析仪谱线间隔过大，则无法测得完整的导纳曲线，因此这种近似精度也不高。就低阻尼板结构模态密度测量中，用离散频率点导纳平均实部代替连续频域平均和有限测量点的平均值代替连续空间平均的精度分别进行了探讨，着重分析了实验测量精度与导纳分析仪谱线分辨率和测量点数之间的关系，并应用导纳分析仪的频谱细化功能成功测得了一块低阻尼板的模态密度。     

两端剪力薄膜支撑圆柱壳体的点导纳特性

针对两端剪力薄膜支撑各向同性圆柱壳体的动力响应问题,基于多种经典薄壳理论及模态叠加原理,考虑到非径向振动惯性项的贡献,同时计入正余弦模态的响应,推导了圆柱壳体同时受简谐集中力与力矩激励下的力导纳、力矩导纳以及耦合导纳的完整解析表达式。算例表明,圆柱壳体运动方程中的非径向振动惯性项对各阶模态及导纳幅频的预估精度影响显著;耦合导纳实部具有可负性规律,对输入壳体的振动能量起着重要作用。旨在为两端剪力薄膜支撑圆柱壳体结构的减振降噪和以其为支承基础的主被动隔振系统的设计提供理论指导。     

基于子结构导纳法的UUV发动机本体参数化建模研究

为实现UUV发动机本体结构的参数化建模,基于模态分析结果以及外部激励特性,建立子结构等效模型。根据能量守恒原理以及导纳功率流的定义计算了各子结构的等效线导纳,根据边界连续条件确定耦合结构振动方程,最终建立了发动机本体振动传递参数化模型,计算了发动机本体不同位置处的输入导纳;通过试验对模型的有效性进行了验证。以发动机本体所受激励作为输入,根据所建模型开展了参数影响分析,结果表明:在400 Hz~1.8 kHz频段内,气缸轴向力以及滚轮切向力对舱段壳振动响应的贡献较大,建模中需要考虑发动机不同方向上的振动传递特性;增大摆盘箱端盖厚度能够显著降低舱段壳的振动响应。     

实验模型和有限元模型的混合建模方法

摘要 给出了更容易由实验测量的基于剩余动柔度的剩余惯性释放附着模态的定义式,通过部分忽略高阶截断模态的动态效应,给出了剩余质量和剩余刚度的近似表达式,简化了子结构的实验建模过程。提出了基于自由界面模态综合法的实验模型和有限元分析模型的混合建模方法。数值计算表明,基于剩余动柔度的剩余惯性释放附着模态更容易通过实验获得,而对剩余质量和剩余刚度的近似处理并不影响模态综合的精度。
     

通讯抗震组合柜的动态测试与分析

本文对通讯抗震组合柜作了简单的实模态分析。用1250频响分析仪,苹果-Ⅱ微型计算机,激振器及传感器等组成的试验分析系统,对柜体结构进行了动态试验,除求出导纳曲线外,还对奈奎斯特圆作了优化处理,求其最佳的各阶模态频率和阻尼比;并用此模态频率作为激振频率,从而求出各阶模态的主振型。     

测量模态不确定的梁式结构随机有限元模型修正

针对测量模态不确定导致的结构修正参数随机的实际情况,提出了一个随机模型修正方法。该方法以随机有限元法为基础,将结构修正参数表示为多变量非正交多项式展开式,建立了表达随机响应和待修正参数之间精确关系的随机模型修正方程。采用混合摄动-伽辽金方法对该方程进行求解,得到了修正参数的统计特征。数值算例表明,采用测量的前三阶竖向位移模态信息对结构参数进行修正,所提方法的修正结果与蒙特卡洛方法模拟结果一致,但耗时较少。采用修正参数计算得到的随机响应和测量结果吻合很好,验证了本文方法的有效性。     

基于实验模态分析的涡轮增压器压缩端振动响应分析

在实际工程中,由于测试环境和成本因素,不可能对结构每个点的响应进行测量和监控。通过结构模态分析,利用一些可测点的响应来确定不可测点或其他点的响应具有很重要的理论意义和实际价值。本文以涡轮增压器为研究对象,提出了基于注油孔与压缩端传递导纳的压缩端响应的测量方法,通过对涡轮增压器进行实验模态分析,获得系统的频响函数和注油孔与压缩端之间的传递导纳。利用注油孔的振动响应与上述模态试验中获得的传递导纳,可以确定压缩端的振动响应。结果表明:利用该方法得到的结果不论在频域还是时域都和实测结果相吻合。     

挠性转子动平衡的模态参数识别方法

本文提出一种将动不平衡量视作转子系统的参数,用模态参数识别技术定出模态不平衡量的方法。这种方法改变了传统的振型平衡法要先加试重的操作过程,而只需要转子一次升速,记录不同转速下的振动响应,经过数据处理,即可定出模态不平衡量。在用最小二乘法作转子的模态参数识别时,本文探讨了几种数据处理方法,其中以阻尼最小二乘法最为稳定可靠。为了计及平衡过程中测试数据的误差,又提出对动不平衡量采用极大似然估计。文中给出了在转子试验台上的几个实例,以验证所提出的方法的实际效果。     

加筋板机械导纳分频段计算方法

提出一种新的加筋板机械导纳分频段计算方法,该方法可给出加筋板机械导纳的显式表达。根据不同频段内加强筋对平板振动特性的影响规律,将加筋板在低频段、中频段和高频段分别等效为各向异性板、各向同性板以及无限大板,从而获得加筋板分频段机械导纳显式表达式。以模态叠加法计算结果作为参照,对分频段方法获得的加筋板机械导纳结果进行比较检验;并进一步以L型加筋板为分析对象,对比分频段方法与有限元方法,计算结果显示:分频段计算方法所得结果与模态叠加法和有限元法计算结果虽然略有差别,但对于工程计算,其精度令人满意。分频段方法比模态叠加法和有限元法更为简洁快速,且具有频段划分清晰、可保留结构中低频段模态信息等优点,为后续简化分析更为复杂的加筋耦合结构振动特性提供了新途径。     

基于实验模态分析的涡轮增压器压缩端振动响应分析

摘　要：在实际工程中，由于测试环境和成本因素，不可能对结构每个点的响应进行测量和监控。通过结构模态分析，利用一些可测点的响应来确定不可测点或其他点的响应具有很重要的理论意义和实际价值。本文以涡轮增压器为研究对象，提出了基于注油孔与压缩端传递导纳的压缩端响应的测量方法，通过对涡轮增压器进行实验模态分析，获得系统的频响函数和注油孔与压缩端之间的传递导纳。利用注油孔的振动响应与上述模态试验中获得的传递导纳，可以确定压缩端的振动响应。结果表明：利用该方法得到的结果不论在频域还是时域都和实测结果相吻合。     

具有参数摄动的复杂柔性耦合隔振系统建模

针对目前复杂柔性隔振系统的数学模型与实际隔振系统之间存在的差异，将阻抗/导纳方法和矩阵传递法相结合，建立包括被隔离设备、多个电磁式主被动一体隔振器和柔性基础在内的复杂柔性耦合系统的状态空间模型。将相对于名义模型中隔振系统参数的变化量以虚拟回路增益的方式引入模型，建立具有参数摄动的隔振系统数学模型。在此基础上，通过矩阵变换的形式，推导出反映模态频率不确定的参数摄动的隔振系统模型，直观反映系统模态阻尼和模态频率的变化，为下一步复杂柔性耦合隔振系统的鲁棒控制器的设计提供依据。     

第三届全国机械阻抗与参数识别技术学术会议

中国机械工程学会机械设计学会(筹)组织召开的第三届全国机械阻抗与参数识别技术学术会议于82年11月8日至14日在郑州市举行。到会的有来自全国21个省市的99个单位共157位代表。会议共收到74篇论文,超过了前两届会议论文数的总和。会议分成四个专题小组进行报告和讨论: 1.频域模态分析方法及其应用 2.导纳测试技术     

结构分析的非线性模态综合法

本文导出了一种适用于具有分块线性的复杂结构的非线性振动问题的非线性模态综合法。该法以连接各块的非线性元件的变形量为广义坐标,应用各分块构成的线性子系统的模态特性和非线性连接元件的本构关系建立了积分型的综合方程组。为了提高综合精度,方程组中考虑了各子系统的由高阶模态影响所形成的剩余柔度矩阵。由于以连接元件的变形量为广义坐标,使方程的数目与元件数目相同,从而缩小了解题的规模,提高了效率。文中给出了几个典型的应用算例,证明了本文理论的正确性。     

实验模态综合法若干问题的研究

提出了子结构可补偿高阶截断模态且易与实验模态相结合的剩余动柔度概念,然后采用自由界面模态综合技术,实现子结构综合。通过部分忽略高阶截断模态的动态效应给出了剩余质量和剩余刚度的近似表达式,简化了子结构的实验建模;基于谐波集中力系的等效原理,提出了一种全新的转角动柔度间接测量方法,在一定程度上解决了实验模态综合中的界面对接信息不足问题。克服了将实验模型和有限元分析模型进行模态综合中的技术难题,数值计算和实验验证表明所提方案可行。     

加载对设备基座导纳测量的影响研究

裸基座导纳是隔振设计的重要参数,但工程中常需要在设备安装状态下测量基座的导纳,这会给基座导纳测量带来误差。从理论上证明,这种误差在某些条件下可以忽略。即设备刚性安装时机脚导纳应远大于基座导纳;弹性安装时隔振器与设备机脚导纳之差应远大于基座导纳;设备弹性安装时对基座导纳测量的影响总可以忽略不计。文中假设条件较符合工程实际,结论对工程中导纳的测量有实际指导意义。     

基于回传射线矩阵法成层土中部分埋入黏弹性桩的波动响应研究

基于回传射线矩阵法获得桩顶作用半个正弦波脉冲时成层土中部分埋入黏弹性桩桩顶处速度导纳,利用Fourier逆变换与卷积定理获得瞬态半正弦激振力作用下桩顶处时域速度响应。比较均匀地基部分埋入桩受桩身材料阻尼与桩侧土体阻尼作用的桩顶速度响应,分析软(硬)夹层厚度、夹层土土性参数、桩底土土性参数变化对桩顶速度导纳及反射波影响。结果表明,桩身材料阻尼对桩顶速度导纳及反射信号均有衰减作用,且会使桩底反射波发生弥散现象;桩侧、桩底土体刚度变化会使速度导纳低频段曲线产生偏移量;桩侧、桩底土体阻尼变化对桩顶速度导纳及反射波较二者刚度变化影响更大。     

锭子系统内部结构的动力特性分析：机械阻抗方法的应用

本文应用动态子结构方法,在分别获得各子结构的机械阻抗(导纳)基础上,按模态分析理论建立起锭子结构系统的机械导纳公式。可是,该方法较成功地解决了锭子系统内部结构的动力特性研究;有效地避开了锭子结构内部在阻抗测试方面的具体困难。由此,通过锭子系统外部(锭脚)的测试就可以给出系统内部(锭胆,锭杆的下支承部分等)的动力特性。从而可以为锭子结构的动态测试和结构优化设计提供一个新的途径。