测试真空中薄膜阵面自振特性的等代方法

大气环境下,空气产生的附加质量会大大折减薄膜阵面的刚度,致使薄膜阵面的自振特性与在实际真空工作环境中存在较大误差。基于针对真空中薄膜阵面动力特性进行试验验证,而开展真空测试试验仍然存在困难的实际情况,为忽略空气附加质量的影响,提出以大气环境下的网格膜等代真空中薄膜测试自振特性的方法。通过对比两者振动特性数值分析结果以及采用双轴张拉装置和非接触式位移动态采集设备进行试验验证,研究得到以大气环境下网格膜自振频率等代真空中阵面膜频率的结论公式。     

裂纹参数对航空发动机叶片频率转向特性影响研究

针对叶片运行中产生的疲劳裂纹会改变航空发动机振动特性及其频率转向、振型转换问题,建立航空发动机叶片有限元模型,基于结构模态振动理论研究裂纹参数,包括裂纹长度、裂纹位置变化对叶片固有振动及受迫振动特性影响;讨论频率转向区附近频率、振型变化规律。结果表明,裂纹长度、位置变化会逐渐改变叶片频率及振型,出现复杂的频率转向、模态耦合及振型转换特性,导致叶片同阶振动模态在不同裂纹长度、位置时具有不同的模态振型。     

汽车燃油箱模态仿真分析及试验验证

汽车刹车时燃油箱内油液晃动产生的噪声会通过空气以及车身结构传递到车厢内,使驾驶员和乘客感到不适。了解油箱的振动特性有助于研究油箱的噪声传递特性。利用Hyper Mesh有限元软件对某型号油箱进行模态仿真分析,计算油箱的自由模态,得到油箱前5阶模态的固有频率和振型。对油箱进行模态试验分析,将所得结果与仿真分析的结果对比,固有频率和振型的吻合验证了油箱有限元模型的正确性。根据模态振型,挑选出油箱表面的典型振动测点,为后续油箱振动测试实验提供依据。     

电机定子振动模态频率分裂特性分析

有效抑制由电机径向电磁力激发的电机定子振动是实现电机减振降噪的一个重要途径,而对电机定子模态频率及模态振型的准确分析是抑制电机定子径向振动的基础。采用圆环的弹性力学解析模型作为电机定子振动的分析模型,对无约束状态下电机定子的模态进行分析,得到了电机定子径向振动模态频率和模态振型的解析解。以齿槽和底脚为典型附加结构,采用摄动法对电机定子模态频率的分裂现象进行分析,总结了频率分裂与否以及分裂阶次的判定准则。通过ANSYS有限元软件验证了理论方法和计算的有效性。结果表明,所建立的二维圆环模型可以准确、高效地应用于电机定子模态特性的分析;附加结构的分布形式对定子频率分裂特性具有重要的影响。     

车削过程中工件模态时变特性的数值模拟

建立车削工件的力学模型及其弯曲振动的时变微分方程,指出车削过程中工件的自振频率及振型具有时变特性。利用ABAQUS软件对车削工件进行了有预应力的模态分析,得到了工件在不同车削长度时各阶模态的自振频率及振型。计算表明随着车削长度的增加,工件的一阶自振频率先增大后减少,一阶自振频率-车削长度曲线呈近似的抛物线分布。     

弹性边界条件下带有任意分布弹簧质量系统的梁自由振动的解析解

基于正弦展开方法,对弹性边界条件下带有任意分布弹簧质量系统的梁的振动微分方程进行了求解,获得了一种近似解析解.运用该方法分析了带有均匀分布弹簧质量系统的梁的自由振动,模态频率的计算结果与参考文献中的数值结果一致,验证了该文算法的正确性.以此为基础,进一步研究了弹簧质量系统五种不同的分布形式对梁归一化模态频率的影响,结合不带弹簧质量系统的梁的振型图可得:弹簧质量系统分布形式在梁某阶模态振型幅值最大处的分布范围越广、分布密度越大,对该阶模态频率影响越大.     

C/SiC箱型结构的热模态试验研究

飞行器速度随着科学技术的发展不断提高,导致飞行器面临着极其严酷的高温环境,因此在地面上的热模态试验具有重要意义。作为具有应用前景的一种结构,箱型结构具有重要的研究价值;以箱型结构的C/SiC典型构型件为研究对象,对其在高温环境中的振动特性进行了研究。结合现有的试验技术,该研究提供了一套热模态试验的方案,给出了C/SiC典型构型件在高温环境中的模态频率和模态振型;其优点在于能够最大程度的保证试验件的独立完整性,不会在激励和测量的过程中产生附加刚度、附加质量等影响。研究成果为箱型结构在高温环境中的模态研究提供参考。     

水介质对多种边界条件方板振动频率及辐射效率的影响

本提出了一种简便计算置于无限大障板上的方板水中振动频率以及辐射效率的计算方法。在假定流体不可压、方板作小振幅振动、水中模态挠度近似为真空模态挠度的条件下，利用瑞利积分得到了因流体压而引起的附加质量密度。进而应用瑞利方法得到了方板水中振动频率与真空中振动频率、无量纲附加虚质量增量之间的关系。在真空中模态的有限元方法分析数据以及采用适当方法处理奇点积分的基础上，应用离散积分计算了无量纲附加虚质量增量的值。从真空中模态特征频率出发用迭代法直到水中频率收敛为止而得到水中方板的特征频率，进而计算了方板的模态辐射效率。方法的有效性通过方板的无量纲附加虚质量增量与献[11]结果对比的一致性来验证。     

一种高阶模态涡振试验新气弹模型的模型参数优化设计

多点弹性支撑连续梁气弹模型是一种研究大跨桥梁主梁高阶竖弯模态涡激振动的新型气弹模型。为了使该模型的频率、模态质量和振型与原桥梁缩尺后的动力特征更好地匹配,提出了基于动力系统矩阵方程的模型参数优化方法。以模型的频率、模态质量和振型为优化目标,利用结构的振动方程,建立优化目标函数,采用最小二乘法获得芯梁刚度、弹簧刚度和附加质量的最优设计。通过数值分析对该方法进行了验证分析。以两座不同形式的悬索桥为例进行了该方法的可行性分析。研究结果表明:采用该方法设计的气弹模型能很好地与原结构相匹配。     

非均匀阻尼板的复模态与声辐射特性

针对非均匀分布的附加阻尼对板结构声-振特性的影响展开研究,采用数值模拟计算不同阻尼型式及不同阻尼面积比例下矩形平板振动的复模态特性和声辐射特性,此外还探讨流体加载效应的影响。研究结果表明,在同样的高阻尼敷设面积下,非均匀阻尼板不同构型间阻尼效果的差别较大,集中分布的附加阻尼效果优于分散分布的附加阻尼;高阻尼敷设区域越接近振型的波腹处则该阶结构模态的阻尼比越大,对声辐射功率的"削峰"作用也越明显;非均匀阻尼在水中的影响比在空气中小。