无对接自由度的子结构Ritz向量综合法

本文把最近发展起来的Ritz向量直接叠加方法代替动力子结构法中的子结构模态分析,提出无对接自由度的子结构Ritz向量综合法。     

Ritz向量直接迭加法及其在微型机上的实现

利用 Ritz 向量直接迭加法进行动力分析通常比子空间迭代法平均要快十倍左右。尤其是 Ritz 向量法的步骤主要是一系列静力方程的求解。因此,本文应用分块外存求解器来求解大型结构的固有频率和振型是十分有效的,并且大大缩减了对内存容量的要求。对于内存很紧张的微型计算机,这一方法的优点则更为突出,以致使动力分折的容量提高了四倍左右。     

结构动力分析的静态子结构法

文中把静态子结构法与 Ritz 向量直接叠加法相结合,构成了结构动力分析的静态子结构方法,这一方法对于大型结构的动力分析问题是十分有效的。     

钻柱振动疲劳强度分析

本文以整体钻柱为研究对象,建立了深井钻柱纵向振动分析的力学模型。将深井钻柱沿轴线离散为若干个空间直梁单元,用三维动力有限元法进行振动分析,得到整体钻柱结构的纵向振动方程,用改进的Ritz向量法及振型迭加法对钻柱进行动力响应分析和计算。在此模型中,除了考虑泥浆的粘滞阻尼和结构阻尼以外,我们还考虑了钻柱与井壁的摩擦阻尼对钻柱振动的影响。     

钻柱纵向振动疲劳强度评估

本文以整体钻柱为研究对象,建立了深井钻柱纵向振动分析的力学模型。将深井钻柱沿轴线离散为若干个空间直梁单元,用三维动力有限元法进行振动分析,得到整体钻柱结构的纵向振动方程,用改进的Ritz向量法及振型迭加法对钻柱进行动力响应分析和计算。在此模型中,除了考虑泥浆的粘滞阻尼和结构阻尼以外,我们还考虑了钻柱与井壁的摩擦阻尼对钻柱振动的影响。     

一种用子结构求解特征灵敏度的新方法

提出了一种利用子结构在p=p0处的固定界面主模态和约束模态作为Ritz基综合出非亏损对称系统的特征灵敏度的方法.与其它子结构灵敏度综合方法相比,该方法不需要对子结构的约束模态以及固定界面主模态作一阶或二阶灵敏度分析,只要有子结构的约束模态和固定界面主模态就可以得到整体结构的灵敏度.算例表明了该方法的有效性.     

动力子结构法中Ritz基的一种选择

基于弹性动力学变分原理,本文导出了混合型动力子结构方法的一种Ritz基矢量,即采用正交化的块Lanczos基代替主模态,结出了相应的子结构模态变换的格式和综合后的系统方程式.文未给出了算例.     

基于改进Ritz法的耗能减震高层建筑结构地震响应分析

用改进Ritz法计算耗能减震高层建筑结构的地震响应。改进Ritz法采用基于外荷载空间分布的Ritz向量和基于外荷载频率的Ritz向量。其中,基于外荷载空间分布的Ritz向量用Lanczos法形成。基于外荷载频率的Ritz向量则用外荷载主频的平方进行特征值平移后再用Lanczos法形成。文中还给出上述两种Ritz向量的截断标准。之后用改进Ritz法的Ritz向量对结构动力方程进行线性变换。由于耗能减震高层建筑结构的阻尼是非比例阻尼,广义阻尼矩阵是非对角矩阵,所以文中采用拟力实模态法对线性变换后的耦联动力方程进行求解。最后的算例说明该方法用于耗能减震高层建筑结构的地震响应分析是有效可行的。     

利用模态迭加法进行动响应分析应注意的问题

采用MSC－MARC程序的模态迭加法，对具有指数规律冲击载荷作用下的简支矩形板进行了响应计算，指出并讨论了应用模态迭加法求解结构动响应时应注意的几个问题。     

快速子空间迭代法、迭代Ritz向量法与迭代Lanczos法的比较

以高效的细胞稀疏直接快速解法为核心步骤，实现了快速的固有振动广义特征值问题解法。并在相同的允许模态误差的意义下检验了三种常用的大型矩阵特征模态算法——子空间迭代法、迭代Ritz向量法和迭代Lanczos法的计算效率。迭代Ritz向量法平均最快，子空间迭代法最慢，三种解法效率相差不是太大。与ANSYS的子空间迭代和Lanczos法相比。本文的子空间迭代比ANSYS的效率高很多，Lanczos法和ANSYS的效率差不多。大量较大规模的例题显示。本文对特征值算法的改进是十分有效的。算法的健壮性，通用性都达到了高水平。     

大跨圆拱屋盖结构的风致响应分析

大跨屋盖特征值问题的求解是结构动力响应分析中最繁琐的一个环节，而且一些对结构响应贡献较大的高阶模态容易在传统的模态叠加法中被忽略。本文以典型的大跨圆拱屋盖为例，将里兹向量直接叠加法应用于屋盖系统特征值问题计算和风致响应分析，其特点是在误差逼近的基础上自动生成一组正交的里兹向量并用于缩减系统自由度数。与传统模态叠加法算得的结果相比，里兹向量直接叠加法只用很少数目的向量就可以得到较精确的结果，而且高阶模态的贡献不会被忽略。该方法不仅大幅度地减少了机时，而且提供了动力分析的误差估计。     

单层网壳结构风振响应的主要贡献模态识别

网壳结构具有频谱分布密集、振型复杂的动力特性，在对该类结构进行风振响应分析时，通常存在着一些对响应贡献较大的高阶振型，但由于其频率较高而容易被忽略。因此，研究网壳结构风振响应的主要贡献模态分布规律有利于提高结构风振响应计算的精度和效率。本文利用Ritz-POD法，分析了单层球面网壳和单层柱面网壳结构风振响应的主要贡献模态，着重考察了主要贡献模态的自身参振能力。及其与脉动风压空间分布模式之间的关系。在此基础上，初步给出了网壳结构风振响应的主要贡献模态识别准则。     

Toward a multifrequency quasi‐static Ritz vector method for frequency‐dependent acoustic system application

Computational issues concerning the calculation of acoustic responses of a complex finite element (FE) model for various noise and vibration inputs have become prevalent. Such a model requires a significant amount of computation time because of repeated inversions of dynamic stiffness matrices. Thus, even state‐of‐the‐art computer hardware and software often face limitations where a model order reduction (MOR) scheme can help. The established MOR schemes such as Ritz vector or quasi‐static Ritz vector methods are efficient for general engineering systems, but these MOR methods become inaccurate for frequency response analyses in some acoustic systems with frequency‐dependent mass and stiffness matrices and force vectors (hereinafter frequency‐dependent acoustic systems). To cope with the inaccurate prediction by these methods for frequency‐dependent acoustic systems, this research presents and applies the multifrequency quasi‐static Ritz vector method. Unlike the Ritz vector or quasi‐static Ritz vector methods, the present multifrequency quasi‐static Ritz vector method employs direct Krylov subspace bases without an orthonormal procedure at multiple center frequencies. In comparison with the existing MOR scheme, a significant gain in computational efficiency is achieved, as well as enhanced accuracy. A comparison of these methods based on criteria such as efficiency, accuracy, and reliability was also conducted. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

单层球面网壳结构风致响应计算的块里兹向量法

单层球面网壳结构自振频率密集，且高阶模态可能对结构的风致响应有较大贡献。利用传统模态叠加法计算结构风致响应时需截取较多的模态，导致计算效率较低。本文提出的块里兹向量法所生成的向量都是被荷载所激发的，因此仅使用少数向量即可获得准确的响应结果。块里兹向量迭代所需的多荷载模式可以利用本征正交分解（POD）技术获得，这种技术将脉动风压场分解为与时间无关的协方差模态以及与空间位置无关的主坐标。根据风洞实验同步测量的风压数据，利用本文计算了0．1和0．2矢跨比的单层球面网壳的风致响应。通过与传统模态叠加法计算结果的对比分析说明了本文方法的有效性。     

解大规模矩阵内部重特征问题的调和Arnoldi方法

用代数方法证明对每个重调和Ritz值,只有一个线性无关的调和Ritz向量与之对应。给出了一种可确定与重调和Ritz值相对应的全部调和Ritz向量的算法,该算法使用带准确位移的隐式重新启动技术,数值算例表明算法的有效性。     

用Ritz法分析江阴悬索桥地震反应的影响

江阴悬索桥采用钢加劲梁和钢筋混凝土桥塔,这使得阻尼在全桥中分布不均匀,导致主坐标系中的运动方程耦联。为了分析地震荷载作用下非经典阻尼对江阴桥的影响,用Lanczos过程生成的与外荷载相关的实Ritz向量,再结合拟力叠代法解江阴桥在地震作用下非经典阻尼动力反应。通过分析表明,非经典阻尼对江阴悬索桥的地震反应有明显的影响,用经典阻尼模型得不出准确的解。此外,通过与振型叠加法比较,此算法有明显高的计算效率。     

Application of load-dependent Ritz vectors to Bayesian probabilistic damage detection

This paper demonstrates the possibility of incorporating load-dependent Ritz vectors as an alternative to modal parameters into a Bayesian probabilistic framework for detecting damages in a structure. Recent research has shown that it is possible to extract load-dependent Ritz vectors from vibration tests. This paper shows that load-dependent Ritz vectors have the following potential advantages for damage detection over modal vectors: (1) in general, load-dependent Ritz vectors are more sensitive to damage than the corresponding modal vectors; and (2) substructures of interest can be made more observable using the load-dependent Ritz vectors generated from particular load patterns. An eight-bay truss example and a five-story frame example, explicitly considering both modeling error and measurement noise, are presented to illustrate the applicability of the proposed approach.     

Reduction methods based on eigenvectors and Ritz vectors for nonlinear transient analysis

Reduction methods using eigenvectors and Ritz vectors as basis vectors are empolyed to reduce the finite element nonlinear system of equations using a 48 D.O.F. doubly curved thin plate/shell element. With and without basis updating, the solutions obtained by reduction methods are compared with the direct solutions. It is observed that basis updating is essential to obtain accurate solutions. The present reduction methods need a large number of basis vectors (eigenvectors and Ritz vectors) to account for the impact load which has high frequency characteristics. Furthermore, for nonlinear analysis, the reduction achieved in the CPU time are only marginal since most of the CPU time was spent in the calculation of the internal nodal force vector. These considerations indicate that reduction methods may not be efficient for the impact response analysis.