正交铺设复合材料层合圆柱壳自由振动分析的辛空间波方法

针对正交铺设复合材料层合圆柱壳的自由振动分析,提出了基于辛空间的波方法。首先基于Kirchhoff-Love薄壳理论,选取合适的状态向量,推导了复合材料层合圆柱壳在辛体系中的振动控制方程;其次利用分离变量法将正交铺设复合材料层合圆柱壳的自由振动问题转化为Hamilton体系下的辛本征值问题;最后根据辛空间波形与圆柱壳模态的对应关系,得到不同边界条件下的自由振动波数,进而得到圆柱壳自由振动问题的代数方程组,求解即可得到正交铺设复合材料层合圆柱壳的固有频率和模态。数值算例对比了该方法和其他方法计算得到的圆柱壳固有频率,验证了该方法的有效性和准确性。     

地基中振动波传播的有限元分析

本文从实用角度用有限元法研究了地基中的波动问题,建立了地基波动的有限元分析模型;对用有限元法模拟实际地基瞬态波动的求解策略进行了探讨;利用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ有限元分析软件对实际地基在瞬态激励下的地面振动进行了分析、计算,并与实测数据进行了对比,吻合较好。     

用波传播方法分析复合材料层合圆柱壳的振动

用一阶剪切变形理论获得复合材料层合圆柱壳的运动微分方程，再应用波传播方法分析其自由振动的频率。通过比较，本文的计算方法所得的结果与文献^[5]比较吻合。本文还研究了几种壳体参数对圆柱壳自由振动频率的影响。h／R的比值对频率影响当周向模态n=3时较大，n=2时次之，n=1时较小。E1／E2的比值越大，频率越大。辅层的角度在n较小时对频率的影响不大，在n比较大时，角度越小影响越大。     

基于波传播方法的边界条件对圆柱壳振动特性的影响分析

在波传播分析方法基础上,采用一种改进傅立叶级数的方法建立了弹性约束边界条件下圆柱壳结构模态分析模型,结合模态叠加理论,给出了圆柱壳结构在任意径向点力激励下的振动响应.通过与商业分析软件ANSYS的结果比较验证了本文方法的高效性与精确性,随后详细分析了边界约束刚度对圆柱壳结构自由振动特性和结构振动响应的影响,并给出了刚度影响的一般性规律.     

线性阻尼杆振动问题基于变量变换的多辛算法

提出线性阻尼杆振动问题基于变量变换的多辛离散算法。首先通过变量变换把耗散系统化为保守系统。其次以变换变量组成状态向量并采用中点离散方法构造中点Box多辛离散格式,然后,基于空间层的状态变量建立矩阵形式的递推关系,最后结合空间边界条件和初始条件建立线性方程组求解。研究结果表明,构造的多辛算法不仅能够保持系统守恒型几何性质,通过状态变量合理表示了边界条件,而且能够较准确地体现系统的耗散效应。     

波传播方法在任意边界杆梁结构振动中的应用

采用波传播方法对任意边界杆梁结构的振动特性进行了研究。并且通过设置边界弹簧系数为零或无穷大可以得到所有的传统边界条件。杆梁位移被表示为包含波数的波传播形式。得到了一个由不同支撑和连接刚度边界的三跨梁结果,并且与文献进行了比较。同时,设计了一个被人为断开成两段刚性耦合的悬臂杆梁模型,及一个直角耦合两端固支杆梁模型。通过与ANSYS模型所得结果的对比验证了方法的正确性。     

薄板弯曲振动的杂交动态有限元法

从Ｈｅｌｌｉｎｇｅｒ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ变分原理出发,将位移、应变、应力场分离为零阶场与频率相关的高阶场,对位移场和应力场独立插值,导出了薄板弯曲振动的杂交动态有限元列式。数值算例表明,本文方法简单、有效。     

厚薄板振动分析的通用矩形单元

本文将两种已有的厚薄板通用广义协调矩形单元，由静力分析推广到振动分析，求解了前几阶固有频率，数值算例表明：在一定的厚跨比范围内，无论对薄板还是中厚板，单元均有较高的精度。     

波传播法分析两端固支轴向运动梁的横向振动

用波传播法分析研究了两端固支轴向运动梁的横向自由振动。应用相位封闭原则导出了系统的频率方程,并求出了固有频率和模态函数。所得结论和传统方法解带有边界条件的微分方程的结果一致。但是,波传播法可以从物理角度更好的解释系统振动的本质,这是传统解法所没有提及的。     

落锤撞击作用下地表振动问题的初步分析

本对落锤撞击作用下的地表振动作了初步分析，包括撞击力的估算和地表位移的计算等，所得结果与实验测量结果比较接近。     

弹性波在锚杆锚固体系中传播规律的研究

通过理论分析，研究了波在锚杆体内波动能量的外泄特征，研究了弹性波在锚杆、岩土介质及其耦合体系中的传播规律，得到了波在锚固体系中的衰减规律及传播机制．为锚杆锚固质量的无损检测提供了重要的理论依据．     

强夯加固地基土振动传播特性及隔振孔隔振分析

随着强夯法的广泛应用,强夯引起的环境振动问题越来越受到重视,通过理论分析,进行数值模拟,通过与实际施工情况进行比对,确认模拟的有效性。然后通过模拟改变单一变量,研究了强夯施工中的施工参数夯锤锤径、夯击能组合对环境振动的影响,并采用同样的方法,分析非连续性隔振屏障,隔振孔的三项参数孔径、孔间距及孔深,对于隔振效果的影响。发现同等锤重条件下,大锤径有利于减小环境振动,同等夯击能下,轻锤高落有益于减小环境振动;隔振孔孔深达到一定值时,孔径和孔间距比值越大,隔振效果越佳。研究结论对于强夯施工中的环境振动控制具有一定的参考价值。     

基于有限元的汽车制动器振动分析研究

汽车制动器振动形式的噪声,成为目前汽车研究的一个难题.首先在理论上,对制动器的振动特性进行了研究,然后利用ANSYS/LS-DYNA软件,对某汽车盘式制动器进行了瞬态动力学分析,得出了其振动曲线.模型研究得出,制动盘和摩擦片之间的摩擦力,是引起制动器振动的一个诱导因数,减小摩擦系数可降低振动.     

弹性力学极坐标辛体系Hamilton函数的守恒律

用弹性力学直角坐标辛体系中类似的形式,定义了极坐标问题径向和环向辛体系的Hamilton函数,对其守恒性进行了研究,由Hamilton对偶方程推出了Hamilton函数的守恒律,同时给出了守恒条件,指出两种极坐标辛体系中Hamilton函数是否守恒均取决于两侧边的荷载和位移情况。在径向和环向辛体系中都给出了算例,验证了Hamilton函数的守恒律。这一守恒律丰富了弹性力学辛体系的理论内容,不仅对于弹性力学极坐标问题的理论分析有所帮助,也为极坐标问题的数值计算分析提供了一个判断依据。     

双层介质声传播问题的标准解及有限元解

文章通过双层介质中的声传播问题,研究了有限元方法在水下声场计算中的应用。基于传统的Galerkin方法推导出水下声场的有限元方程,采用四节点四边形单元离散求解物理域,可选择辐射边界条件、DtN (Dirichletto Neumann)非局部算子、完美匹配层来处理出射声场,得到有限元解。为了验证该有限元模型,需要高精度的参考解。水平不变均匀介质中的声传播问题存在解析解,但双层介质问题不存在解析解。因此,对于双层介质声传播问题,使用波数积分法推导出标准解。分别考虑了有限深度和无限深度双层介质两种情况,并进行了数值模拟。数值结果表明,文章所提的有限元模型与参考解非常吻合。此外,还发现当某号简正波的本征值非常接近割线时,简正波模型KRAKEN难以准确计算该号简正波的本征值,从而声场计算结果存在明显误差;但是有限元方法不需要计算本征值,所以当KRAKEN模型出现此类问题时,有限元方法仍能给出准确的声场计算结果,表明有限元方法在普适性方面优于简正波方法。     

矩形薄板面内非线性分布载荷下的辛弹性力学解

用辛弹性力学理论,根据平面矩形域本征向量展开解法,得到了对应于零本征值和非零本征值的本征向量解,以及含待定常数的面内应力分布通解,依据必须满足的应力边界条件,利用符号运算软件Maple,导出了矩形薄板在半余弦分布载荷作用下的面内应力表达式。为了验证方法的有效性和所得到的公式的正确性,具体分析了正方形薄板在两种非线性形式载荷——半余弦和抛物线分布载荷作用下的例子。算例结果与微分求积法及其有限元法得到的数值结果极其相近。基于所给出的结果,可望为工程应用中的屈曲分析提供合理的前期准备。     

采用矩阵分块方法的充液箱自由振动分析

针对部分充液箱体振动情况,采用矩阵分块的方法,对位移压力形式的耦合方程进行修改,使结构单元节点在交界面处满足相容性要求,结构和流体在耦合界面完成信息的传递。针对双层底液箱,编制有限元程序,求解出充液箱的频率和振型,通过与ANSYS数值结果进行比较,吻合良好,验证了方法的可用性。同时为采用位移速度势等其它形式的方程进一步研究充液箱体的振动提供了基础。     

基于COMSOL局域共振声子晶体薄板振动带隙研究

针对低频振动控制问题,研究一种局域共振声子晶体薄板的振动带隙。首先,基于弹性波方程及Bloch定理,探讨应用COMSOL有限元模拟方法开展声子晶体振动带隙计算的可靠性;然后,模拟计算所设计的局域共振声子晶体薄板的振动带隙,分析其带隙结构和元胞结构参数对振动带隙的影响,并以200 Hz～400 Hz的中低频为目标频段,通过选择带隙宽度在目标频段内占比最大的参数组合作为声子晶体薄板的最优设计方案;最后,在频域上考察声子晶体薄板内波的传输特性。研究表明,利用COMSOL有限元模拟方法开展声子晶体振动带隙计算是可靠的,与数值计算方法相比,其计算的带隙参数误差都很小;对于所设计的局域共振声子晶体薄板,元胞的结构参数对振动带隙具有显著影响,通过优选元胞结构参数,可使声子晶体薄板的振动带隙向低频区域移动;薄板内波的传输特性和薄板的振动位移图进一步证实了在振动带隙内薄板对波传播的阻碍作用。     

“音响虫”驱动薄板的振动特性有限元分析

“音响虫”是一种利用宽带线性激励器将任意硬质、光滑的板状物体转化为类似平板扬声器的小装置。采用Terfenol-D磁致伸缩材料驱动,几乎能将任何平面作为共鸣板驱动发声,它的不同音色就决定于被激励的薄板f木材、金属、玻璃、塑料等）。利用有限元方法模拟了“音响虫”激励薄板的振动特性,分析了一些典型材料薄板的振幅．频率响应、几个频率下的振动位移分布以及30Hz～16kHz频率范围内的自由振动模态数。根据这些结果并比较平板扬声器的工作原理,分析“音响虫”激励薄板发声的音质问题可以得出以下结论：“音响虫”激励板状结构振动发声,在中高频段的音响特性较好,当被激励薄板为声速较大的材料时,在高频段一般能获得较好的音响效果,当被激励薄板为声速较小的材料时,中低频段具有较好的音响特性。在此基础上对“音响虫”的应用和音质改善提出一些建议。