磁浮列车车轨耦合振动仿真研究

为了分析车轨道耦合振动过程中各因素的影响,建立了车体-悬浮架-轨道的简化动力学模型和动力学方程,利用数值方法研究了一节列车在静态悬浮过程中,整个车体与轨道耦合振动的垂向动力学行为.分析了轨道和车辆主要参数对振动的影响,并给出了仿真结果.仿真结果表明,轨道的抗弯刚度,长度,车轨质量比,以及车辆的悬浮刚度对于耦合振动影响较大;同时经过二系悬挂的衰减,车厢的振动较小.结论可供车辆悬浮控制器设计和轨道梁设计参考.     

轴向运动复合材料薄壁梁的横向振动分析

研究可轴向运动复合材料薄壁梁的动力学特性.基于VAM（变分渐进法）复合材料薄壁梁理论,采用Euler Bernoulli梁模型并根据Hamilton原理来建立复合材料薄壁梁的动力学方程.应用假设模态法对薄壁梁进行自由振动分析,通过比较研究验证了该建模方法的正确性,并分析了几何参数和物理参数对薄壁梁固有频率的影响.推导了轴向运动复合材料薄壁梁的横向振动方程,借助四阶Runge-Kutta法进行数值计算,研究了不同纤维铺层方式和不同匀速度大小对可轴向运动复合材料薄壁梁横向振动末端位移响应的影响.     

高速车辆结构振动的独立模态空间控制

铁路高速客车或轻型车辆的车体结构振动不仅影响车辆运行品质,而且导致车体结构动应力的增加和疲劳寿命的降低.本文在建立高速车辆的柔刚体系统动力学模型基础上,应用最优控制理论,提出了抑制车体的特定低阶垂直弯曲振动独立模态空间控制方法和已改善车辆运行平稳性为目标的控制策略,分析结果表明:该控制办法和策略可以较好地降低特定模态振动的幅度,改善车辆垂直运行平稳性.     

轴向运动功能梯度梁横向振动问题的保结构分析

轴向运动速度和材料的非均匀性对轴向运动功能梯度梁振动问题分析提出了严峻挑战.本文在简要回顾轴向运动功能梯度梁横向振动动力学模型基础上,基于无限维动力学系统的对称破缺理论和广义多辛分析方法,构造了横向振动模型的保结构数值格式,并在给定材料参数时给出了数值格式具有良好保结构性能的条件.分别采用微分求积法、复模态法和保结构方法分析横向振动模型的前六阶频率,发现保结构方法得到的频率结果与复模态法得到的结果吻合较好,在此基础上分析了微分求积法的主要误差来源,以指导微分求积法的改进,并为复杂动力学系统的数值求解提供了新途径.     

轴向运动梁横向非线性振动模型研究进展

综述了描述轴向运动梁横向非线性振动的两组数学模型的研究进展.在轴向运动梁径向和横向平面非线性振动耦合模型的基础上,总结了两组横向非线性振动模型的推导,以及在自由振动、受迫振动、参激振动工况下两组横向模型的近似解析比较的研究进展.在直接数值离散方法的基础上,总结了两组横向模型在各种工况下对平面耦合模型近似程度的研究进展.最后提出若干尚待深入研究的问题.     

轴向运动粘弹性夹层梁的横向振动

研究了小扰度下轴向匀速运动粘弹性夹层梁的振动模态和固有频率.基于Kelvin粘弹性本构方程,建立了轴向运动粘弹性夹层梁横向振动控制方程.分别采用Galerkin截断和复模态分析方法,研究两端简支的粘弹性夹层梁的固有频率和模态函数,讨论了轴向运动速度、夹心层与约束层厚度比、初始轴力等参数对夹层梁固有频率、临界速度及稳定性的影响.     

针对机车低频晃车问题的频变阻尼减振器仿真分析研究

针对某型高速机车车体横向低频晃动问题,提出一种将传统抗蛇行减振器替换为频变阻尼减振器(FSD)的抑制方法.首先,应用Simpack建立该机车动力学模型,从车体振动频域分布对车体横向低频晃动特性进行分析,分析表明车体横向晃动频率在1-2Hz之间;然后,建立频率阀的CFD计算模型和FSD减振器数值简化模型;最后,对比应用传...     

上海A型地铁车辆弹性车体与转向架耦合振动分析

基于上海A型地铁车辆弹性车体有限元模型,建立弹性车体的刚柔耦合动力学模型,用其研究车体垂向弹性对运行平稳性的影响,分析弹性车体与转向架的耦合振动,探究车体弹性共振的机理.结果表明,在车体刚度低的情况下,该型地铁车辆车体弹性对车辆运行平稳性影响较大;车体的弹性共振并非由车体与转向架耦合振动引起,在车辆悬挂及车体的设计过程中应当考虑几何滤波现象引发车体弹性共振对车辆平稳性的影响。     

基于车体横移振动的高速列车虚拟复合阻尼天棚控制算法研究

高速列车车体横向随机振动由车体的横移振动、侧滚振动和摇头振动三自由度合成,是影响车体横向运行平稳性的关键;为了改善列车横向运行平稳性,提高半主动控制性能;通过建立某型高速列车动力学模型,对车体横向振动特性进行分析,得出横移振动的加剧是造成车体合成横向振动和横向平稳性恶化的主要原因;通过分析在传统天棚阻尼控制算法下分别以车体合成横向振动为反馈和以横移振动为反馈对车体横向振动的控制效果,得出采用以车体横移振动为反馈的传统天棚阻尼控制算法对车体横向振动的抑制效果更佳;在此基础上,提出一种以车体横移振动为反馈的虚拟复合阻尼天棚控制算法,并进行联合仿真分析;结果表明:相比于被动控制,采用虚拟复合阻尼天棚控制算法后,车体合成横向振动加速度峰值、均方根值和平稳性改善率分别达到了46%、43%和19.5%,均高于采用传统天棚阻尼控制算法;可见,采用虚拟复合阻尼天棚控制算法在抑制车体合成横向振动,改善车体横向平稳性方面控制性能更佳。     

两端带有弹簧支撑的轴向运动梁振动分析

研究外部激励下,两端带有弹簧支撑的轴向运动梁的横向振动.运用广义哈密顿原理,推导得到运动梁的控制方程.通过数值方法研究系统的固有频率和模态,解析分析得到轴向运动梁的临界速度表达式并考虑弹簧刚度对临界速度的影响.发现临界速度随弹簧刚度增大而收敛于某一值.运用Galerkin截断法数值研究两端带有弹簧支撑的轴向运动梁的稳态幅频响应曲线,并通过计算力传递率来研究系统的隔振效果.发现力传递率在高频外激励下存在多个峰值.     

带边角裂纹悬臂Mindlin 板的振动特性研究

本文基于Mindlin板理论,应用Ritz法研究带边角裂纹Mindlin板的振动特性,分析了不同裂纹参数如裂纹位置,裂纹长度,裂纹角度对悬臂Mindlin板的固有频率和模态的影响.利用Ritz法求解固有频率和模态函数,本文构造了一个特殊的模态函数,其模态函数由两部分构成,一部分是用梁函数组合法得到的无裂纹理想完整矩形板的振型,另一部分是利用裂纹尖端奇异性理论,构造描述裂纹附近位移和转角不连续的角函数.通过高精度的数值计算软件Maple得出结果,并与有限元软件ANSYS分析的结果进行对比,验证本文计算结果的准确性.     

基于ANSYS的(P/FGM/P)悬臂矩形板的模态分析

基于有限元基本理论,用 ANSYS 软件对( P/FGM/P) 型的带压电层的功能梯度材料悬臂板的结构进行了模态分析,这里选用 SHELL99 单元类型. 给出( P/FGM/P) 型的带压电层 FGM 悬臂矩形板的振动模态图,得到固有频率,并且对前 8 阶模态做模态分析,讨论了其对结构的动力学行为的影响. 通过模态分析可以得知带压电层 FGM 悬臂矩形板的模态振型有横向振动,扭转振动,拉伸振动,横向振动以前两阶模态为主,分析结果对系统的结构设计与优化以及振动特性研究提供了有效的依据.     

变截面铁木辛柯梁振动特性快速计算方法

提出了一种快速计算变截面铁木辛柯梁横向振动特性的方法.基于铁木辛柯梁理论建立的变截面梁的横向振动方程,其梁的截面参数如有效剪切面积、密度、弯曲刚度、转动惯量等沿梁轴线连续或非连续变化；首先将变截面梁等效为多段均匀阶梯梁；然后基于相邻两段连接处的位移(位移、转角)和力(弯矩、剪力)连续条件,建立相邻两段模态函数间相互关系,并递推出首段段与末段模态函数相互关系,利用边界条件得到相应特征方程,使用Newton-Raphson方法计算其固有频率；最后针对梁常见边界条件,得到计算变截面铁木辛柯梁横向振动固有频率特征     

重型自卸车架模态分析和结构优化

针对受较大动载荷或作用力的频率与车架某些固有频率接近时,车架会产生强烈的振动,造成破坏或不允许的大变形的问题,采用有限元法对某自卸车冲压铆接车架进行仿真分析.采用刚性单元和梁单元的组合来模拟铆钉连接;用Lanczos方法求解特征值.模态分析结果表明,该车架具有合理的低阶振型和固有频率.利用网格变形技术对车架横梁的位置进行设计优化,使车架的1阶扭转固有频率得到提升.     

微膜尺寸与吸附物对微膜生化传感器动态特性的影响

以微膜生化传感器为研究对象,利用ADINA软件进行模态分析,获得了微膜生化传感器在液态介质影响下的固有频率,分析了微膜结构尺寸和吸附物对传感器动态性能的影响。研究表明：微膜生化传感器的固有频率随着微膜厚度的增大而增大,随着微膜半径的增大而减小。吸附物质量使传感器的固有频率降低,吸附物的吸附位置也对传感器的固有频率产生影响。     

基于弹性关节的二维宽频隔振结构的设计及优化

为了得到具有隔振功能的新型材料,本文对带有弹性关节的新型二维隔振结构的形状、尺寸及材料的选取进行了研究.探究了负泊松比结构实现宽频的带隙功能的作用,分析其在低频处的隔振性能.首先,文章建立了基于弹性关节单元的有限元模型,并以弹性关节的角度作为设计变量,确定角度与单元模型前三阶模态频率之间的关系,获得了最优的结构参数及单元构型.其次,对单元结构进行了动力学分析,给出了结构的动力学响应曲线,得到了隔振频带与结构参数的关系,并且确定了最优角度下的带隙深度和宽度.最后,建立了二维隔振结构有限元模型,对此二维结构进行了动力学分析,得到了在不同方向激励下的动力学响应曲线.结果表明,该二维隔振结构在低频处具有宽而深的频率带隙,实现了将弹性关节与二维隔振结构相结合的低频宽频隔振,为隔振领域的结构和材料设计提供了新思路.     

小型模块化压水核反应堆堆内构件模态特性研究

小型模块化压水核反应堆的结构形式与常规的压水核反应堆不同.除了吊篮组件以外,还有小型模块化压水核反应堆独有的压紧组件、压紧筒组件和分流环板等结构.为了对小型模块化压水核反应堆堆内构件流致振动行为进行准确的评估,首先应该确定堆内构件在空气和静水中的模态特征.本文以国内自主研发的小型模块化压水核反应堆堆内构件为研究对象,采用ANSYS软件对小型模块化压水核反应堆堆内构件在空气和静水中进行了干模态和湿模态分析,获得了吊篮组件、压紧组件、压紧筒组件以及分流环板在空气和静水中的固有频率及相应的振型,并开展模态试验验证了该分析方法的正确性.该方法可运用到常规压水核反应堆堆内构件的模态分析中.     

Traffic chaos and its prediction based on a nonlinear car-following model

This paper discusses the dynamic behavior and its predictions for a simulated traffic flow based on the nonlinear response of a vehicle to the leading car's movement in a single lane.Traffic chaos is a promising field,and chaos theory has been applied to identify and predict its chaotic movement.A simulated traffic flow is generated using a car-following model(GM model),and the distance between two cars is investigated for its dynamic properties.A positive Lyapunov exponent confirms the existence of chaotic behavior in the GM model.A new algorithm using a RBF NN (radial basis function neural network) is proposed to predict this traffic chaos.The experiment shows that the chaotic degree and predictable degree are determined by the first Lyapunov exponent.The algorithm proposed in this paper can be generalized to recognize and predict the chaos of short-time traffic flow series.     

Traffm chaos and its prediction based on a nonlinear car-following model

This paper discusses the dynamic behavior and its predictions for a simulated traffic flow based on the nonlinear response of a vehicle to the leading car＇s movement in a single lane. Traffic chaos is a promising field, and chaos theory has been applied to identify and predict its chaotic movement. A simulated traffic flow is generated using a car-following model（ GM model）, and the distance between two cars is investigated for its dynamic properties. A positive Lyapunov exponent confirms the existence of chaotic behavior in the GM model. A new algorithm using a RBF NN （radial basis function neural network） is proposed to predict this traffic chaos. The experiment shows that the chaotic degree and predictable degree are determined by the first Lyapunov exponent. The algorithm proposed in this paper can be generalized to recognize and predict the chaos of short-time traffic flow series     

载重汽车3种结构形式平衡悬架模态分析

为避免因路面振源频率与平衡悬架固有频率一致使平衡悬架系统发生共振,从而导致平衡悬架损伤或破坏的问题,对直式、U形和圆弧弯形载重汽车平衡悬架建模并划分网格,结合车身和平衡悬架的结构参数施加合理的边界条件,分别在有应力和无应力状态下用ANSYS分析3种平衡悬架的前10阶模态.结果表明3种平衡悬架的振动频率可有效避开一般路面的激振频率（1～20 Hz）;平衡悬架在有应力和无应力状态下的模态分析结果差别很小.