含张力绳网伞状天线模态局部化研究

伞状天线属于典型的循环周期结构,天线肋为复合材料制件,其在尺寸、刚度、质量等方面的加工制作误差是客观存在的,天线肋之间的不一致会导致天线的模态局部化。模态局部化会影响天线的型面保持能力,同时对天线结构的健康带来隐患,因此抑制天线肋的模态局部化是伞状天线设计中不可忽视的问题。结合某型号伞状天线的研制,进行了含张力绳伞状天线结构的动力学理论推导,在天线肋刚度测试的基础上进行了天线结构的模态局部化仿真分析和试验。分析及试验结果显示,在张力绳刚度达到3.0N/mm后,天线结构由弱耦合系统转换为强耦合系统,天线肋的模态局部化得到有效控制。     

结构振动模态局部化评述

近年来，力学系统的振动模态局部化现象受到了人们极大的关注。研究表明，在一定条件下，小量失调对某些结构系统的振动特性有很大影响。为了促进模态局部化方面的研究工作，本文在总结国内外大量文献的基础上，根据我们自己的研究，较系统地介绍了结构振动模态局部化研究的历史、现状及前景等若干重要问题。详细讨论了结构失调的影响、与阻尼的类比特性；物理学局部化与结构动力学局部化的联系和区别；局部化现象的产生条件、产生机理、利与弊、与频率曲线转向的关系；针对不同结构系统的不同研究方法。同时，还列举了大量国内外参考文献，以备研究者参阅。     

矩形薄板的横向振动

建立矩形薄板横向自由振动和强迫振动的微分方程并求痢其通解，给出了振型函数的表达式及常见支承条件下板的频率方程。     

有限尺寸V型薄板功率流透射损失研究

基于薄板理论,采用回传射线矩阵法研究了两对边简支任意角连接有限尺寸V型薄板的功率流透射损失。引入对偶坐标系,在力作用点和板接缝处对结构进行离散,同时考虑弯曲波动与面内波动效应,根据结构连接处的位移协调条件、力平衡条件以及两端边界条件得到V型薄板结构的散射矩阵。根据对偶坐标系的内在物理关系得到整体相位矩阵,最后推导出结构的回转射线矩阵。在此基础上,建立了V型薄板结构的动态响应分析模型以及功率流分析模型,通过对简谐点激励力作用下结构的动态响应进行对比分析,证明回传射线矩阵法具有很高的求解精度与求解效率。最后,分析了V型薄板结构功率流传导问题,研究了不同角度、不同板厚和不同阻尼损耗因子的V型薄板的功率流透射损失变化规律。     

夹支边矩形薄板裂纹诊断研究

采用计算机仿真技术建立了四边夹支矩形板裂纹损伤的标准谱, 并研制出相应的基于人工神经网络的裂纹诊断系统。     

复合矩形薄板交界面上的Ⅲ型双边裂纹

本文借助富立叶变换与富立叶级数的基本理论,对四种介质所组成的复合矩形薄板在介质交界面处内含Ⅲ型双边裂缝的问题,找到了它的一般分析解。令人感兴趣的是:分析还发现本问题的应力强度因子与复合板的材料性质无关。这个结论无疑将对设计工作者和实验工作者是很重要的,因为根据它可以避免多余的试验。      

采用SemiLoof型约束条件的薄板矩形广义协调元

本文采用SemiLoof型约束条件,建立一个十二自由度的薄板矩形广义协调元。单元自由度只含角点位移,不含Loof结点位移、单元间的协调条件全部采用点型协调条件,不采用积分型协调条件。此单元吸取广义协调元和SemiLoof元的双重优点,消除其缺点,成为同类低阶薄板单元中的最优单元。     

弯曲振动矩形薄板的辐射声场研究

本文对边界简支弯曲振动矩形薄板的辐射声场进行了研究,得出了其辐射声场的解析表达式,并计算了声场的三维及二维指向性图案．     

离心压缩机叶轮振动模态局部化分析

本文首先简要分析了可能引起离心压缩机叶轮振动的几种原因,然后向读者介绍一种较新的叶轮振动分析方法即叶轮振动模态局部化分析,叶轮振动模态局部化分析因其具有扎实的理论依据及精确地数学公式推导,正逐步受到科研人员的重视,对它的研究也日益广泛和深入。     

含非贯穿直裂纹管道局部柔度系数的广义解研究

摘 要：基于局部柔度的裂纹模型研究已受到普遍关注,然而,针对含任意方向角裂纹管道的局部柔度系数理论研究鲜有报道。本文根据线性断裂力学理论推导了含任意方向角非贯穿直裂纹管道在轴力、剪力和弯矩等荷载作用下的局部柔度方程,考虑了方向角变化对弯矩引起局部柔度系数的影响。利用适应性Simpson方法编写了数值积分程序进行局部柔度系数求解,并与Naniwadekar等人试验结果进行了对比分析。研究结果表明：本文提出的局部柔度系数求解方法准确,为含任意方向角裂纹管道的振动分析提供了基础。     

纯铜薄板矩形盒拉深特性的试验研究

作为非回转对称成形试验研究的一部分,进行了大量的矩形盒拉深试验.指出纯铜薄板的各向异性对矩形盒拉深成形性的影响不十分显著.增大凸模形状参数rc/w,成形中法兰短边和曲边材料向凹模口的流入速度减小,曲边变形加工度增大,是使成形极限降低的原因之一.rc/w=0.1附近,极限成形高度hmax最大.     

非线性弹性地基上矩形薄板的动力学研究

本文研究了非线性弹性地基上矩形薄板的非线性振动特性和振动稳定性。在考虑了地基板阻尼和非线性效应的基础上,建立了小挠度矩形板横向均布简谐激励作用下的非线性动力学方程;用谐波平衡法研究了其非线性振动特性;导出了频率响应方程,研究了频率响应特性;讨论了非线性因素的影响,得出了忽略地基板非线性因素的条件;分析了地基板的非线性振动的稳定性,得出了稳定区和不稳定区的分界线方程。     

模态局部化对T尾颤振特性的影响

模态局部化是弱耦合对称结构中一种不可预期的动力学现象。作为典型的工程对称结构,飞机T尾结构的地面振动试验中通常会发生强烈的模态局部化现象,使得T尾结构模态局部化研究成为T尾结构设计中一个重要的问题。基于失调T尾结构的气动弹性特性,提出了T尾颤振失调设计的概念,然后分析了平尾翼尖的质量失调设计和平尾根部的刚度失调设计,及其失调产生的模态局部化对T尾颤振特性的影响。算例结果表明:(1)失调产生的模态局部化对T尾结构的固有频率和振型产生较大影响。(2)在质量正失调时,T尾结构的模态局部化可以提高T尾颤振速度,而质量负失调时,T尾结构的模态局部化会降低T尾颤振速度。     

正交异性矩形薄板的稳定性分析

本文求得了正交异性矩形薄板屈曲位移函数微分方程的一般解.可用以求解任意边界矩形板的稳定问题.以两邻边简支,另两边自由的正方形板为例进行了计算.     

加筋矩形薄板的平均声辐射效率

采取工程等效的方法研究了四边简支矩形加筋薄板的振动与声辐射,推导了点力激励下的平均辐射效率计算公式,并进行了数值仿真和实验验证。理论分析与实验的一致性表明:四边简支情况下矩形加筋薄板与匀质矩形薄板和圆薄板的平均辐射效率公式相似,可以采用模态辐射效率加权平均的方法等效。在中高频段,纵横双向加筋薄板的平均声辐射效率最高,单向加筋薄板次之,匀质平薄板最低;而在低频段及临界频率以上,三种结构平均声辐射效率相差不大。     

粘弹性地基上矩形薄板的振动

本文给出了粘弹性基础上矩形弹性薄板振动的理论与计算方法。讨论了求解Ｋｅｌｖｉｎ模型粘弹性基础上矩形薄板固的频率的方法,给出了几种常见矩形薄板的固有频率;还讨论了在外激励作用下的受迫振动的求解方法,作为算例,求解了粘弹性基础上地基上四边简支矩形薄板在简谐激励作用下受迫振劝稳态解。     

级间接触耦合的失谐叶盘模态局部化问题研究

基于有限元实体建模方法,建立了燃气轮机拉杆转子中两级叶盘系统有限元模型,分析比较了有无级间接触耦合作用下叶盘系统的模态特性,重点研究了轮盘级间接触耦合效应对叶盘系统频率转向特性的影响。研究表明,级间接触耦合作用下出现了叶盘耦合振动的复杂振动形式,振动能量不再局限于单级叶盘;级间耦合作用导致叶盘系统的频率转向特性发生改变,频率转向区内的模态不再高度密集,降低了叶盘系统对失谐的敏感度。建立了叶片刚度失谐的两级叶盘系统有限元模型并进行模态分析,结果显示失谐叶盘系统模态局部化程度较低。     

含非贯穿直裂纹输流管道振动与模态功率流分析

针对含非贯穿直裂纹输流管道的振动与模态功率流进行研究,将输流管道以Euler-Bernoulli梁模型建模并据此推导其弯曲振动方程,采用断裂力学方法将裂纹模拟成无质量的转动弹簧,用波动法分析含裂纹输流管道的自由振动特性。通过计算结果与相关文献对比验证了该方法的可靠性。探讨裂纹位置、深度以及管内流速对固有频率的影响。基于模态功率流的概念进行算例分析,讨论裂纹位置、深度以及振动模态对模态功率流的影响,研究表明,裂纹处的模态功率流曲线产生突变,裂纹位置与深度和模态功率流密切相关。     

局部约束结构振动的模态研究

制动盘/摩擦块系统的制动过程属于局部接触振动问题。摩擦块局部接触(约束)会对系统模态及固有频率造成影响,进而影响制动噪声的产生。将刹车盘简化为一维循环梁结构,并建立了在摩擦块作用下的运动方程。首先计算无接触时梁自由振动的模态(参考模态)。然后用线性弹簧代替局部接触,列写出连续条件并计算模态,得到所谓局部非连续基函数。将局部非连续基函数与参考模态进行正交化处理后,作为参考模态的补充,用于计算系统响应。与差分法结果比较表明,与传统模态方法相比,局部非连续基函数法更为准确。研究发现局部接触会抑制循环结构振动的对称性,导致正弦或余弦模态消失,以及刚度非线性和摩擦作用,会使振动是波动型的。该工作为基于局部非连续基函数法研究摩擦结构不稳定振动机理打下了基础。