变厚度轴对称壳谐振子振型的进动研究

轴对称壳谐振子绕其中心轴旋转时,其振型相对壳体将发生移动,称为环向振型的进动。振型的进动角(?)与壳体转过的角(?)有一恒定的关系(图1),可写成(?)=K(?)_1(1>K>0)(1)K 称为振型的进动因子。作者在文献中,对等厚度轴对称壳振型的进动情况作了详细分析。由于实际加工条件的局限和出于某些特殊要求的考虑,实用中的壳体总是变厚度的。本文主要研究变厚度轴对称壳谐振子旋转时环向振型的进动情况,给出圆柱壳和半球壳的具体结论。同时还讨论了半球谐振陀螺中采用n=2(四波腹)环向振型的依据。     

裂纹梁动态响应有限元分析中的线弹簧模型

本文提出了一种以线弹簧模型为基础来分析裂纹梁动态响应的新数值方法．应用能量原理和断裂力学理论首次建立了线弹簧模型的刚度矩阵，从而确立了一种能使二维裂纹问题转化为一维分析的梁的有限元模型．使用这个模型，研究了不同裂纹长度和裂纹位置对悬臂梁固有频率和振型的影响，并把计算所得到的数值结果与现有的实验数据作了比较．结果表明，当无量纲裂纹长度小于０．６时，两者吻合得非常好；反之，两者之间存在较大的误差．对这种误差产生的原因，本文也作了解释．     

渭河拦河闸闸室抗震安全复核

以渭河拦河闸为例,基于ADINA有限元分析软件,建立拦河闸三维有限元模型,采用振型分解反应谱法对闸室结构进行地震动响应计算分析,并根据计算结果对拦河闸进行抗震安全评价。计算结果表明：拦河闸闸室结构前5阶振型主要体现为横梁和机架桥结构的振动,符合一般规律;边孔横梁与机架桥联接部位以及机架桥与闸墩联接部位出现了较大拉应力,其最大拉应力数值超过了混凝土动态抗拉强度标准值,但考虑局部配筋量后,拉应力数值满足安全需求;在地震作用最不利工况下,拦河闸整体闸室结构抗滑稳定安全因数为1.68,满足安全需求;拦河闸抗震安全满足标准要求,其抗震等级评定为A级。     

复合材料层合板的瞬态特性分析

本文旨在研究复合材料层合板的瞬态特性.基于Kirchhoff经典理论,用样条有限元法以三次B样条函数构成的样条基对反对称多层角铺设层合板的3个独立位移进行插值,并推导了复合材料层合板刚度阵,质量阵列式.在瑞利阻尼的基础上构造了相应的阻尼列式,并由Lagrange方程导出了层合板的动力学方程,求解了反对称角铺设层合板的动力响应问题.通过算例,对于各种边界,选择样条函数作为振型函数,用样条配点法求出了结构的位移、速度、加速度的动力响应,并与Newmark法进行了比较.     

基于MEMS声传感器的圆柱壳体振动陀螺振型检测技术

振动陀螺谐振子振型一般采用激光进行非接触式测量,这种方法存在设备成本高、操作复杂、效率低等问题,因此,提出了一种基于MEMS声传感器的圆柱壳体振动陀螺谐振子振型测试方法。该方法利用体积小,指向性高的MEMS声传感器对谐振子振动声场进行高分辨率测量,获得精确的谐振子振动分布情况,建立了谐振子声波测试实验系统,进行了测试实验,并与激光测振仪的测量结果进行比对。实验结果表明,该测试系统具有较高的振型测量精度。这种测试方法成本低,操作简便,测量精度高,可以实现谐振子振型的高精度快速测量,为后续的谐振子修形及陀螺控制提供重要基础。     

大型预应力梁式渡槽动力特性分析

渡槽结构的动力特性分析是渡槽结构地震响应分析及抗震设计的基础.采用有限元分析软件ANSYS对滏阳河渡槽进行动力特性分析,水体和槽壁之间的相互作用采用附加质量法来处理,计算分析矩形渡槽在不同水深时的自振频率和主振型.计算结果表明:水体对渡槽结构主振型的影响可以忽略不计,但是对渡槽结构自振频率的影响很大;渡槽的频率随水深的加深而减小.研究结果可以为滏阳河渡槽的抗震设计及其防护提供依据.     

基于全量补偿算法的结构损伤识别

频率和振型是反应结构动力特性的主要模态参数,文中对损伤结构的频率和振型进行了研究。通过实测损伤结构的频率和振型,利用矩阵理论修正理论有限元模型,使之与实测损伤结构的频率和振型一致;将修正的理论有限元模型表达成单元刚度矩阵与损伤因子的线性组合,把损伤识别问题转化为组合系数的识别问题。给定损伤因子的合理取值范围,用优化方法求解损伤因子。通过对十跨桁架结构的数值仿真,仅用结构的前5阶频率和振型就能很好的识别结构的损伤,且该方法不需要对实测振型进行归一化处理,具有较强的实用性。     

基于振型分解法的车辆悬架系统主动控制

针对传统车辆被动悬架抗干扰性差的缺点,基于1/4车辆悬架系统,建立了车辆悬架动力学模型,以车身垂向加速度、悬架动扰度、轮胎变形量为控制指标,采用线性二次型(LQR)最优方法设计控制器.鉴于性能指标中加权矩阵难于确定的问题,提出基于振型分解法来优化选择加权矩阵,根据各振型分量的不同重要性,赋予各振型分量不同的权重,通过优化选择悬架系统的加权矩阵,获得最优反馈增益及最优控制力,从而抑制高频噪声和高阶计算模型误差对输出控制力的影响,提高了车辆悬架系统的抗干扰能力,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的稳定性.最后,以二自由度车辆悬架系统在路面模拟输入作用下的动态响应为例,通过与被动悬架进行对比,证明了所提方法的正确性和有效性.     

光电转台轻量化几何形状优化研究

对光电转台进行轻量化,首先需要进行几何形状进行优化.筋板如何布置才能使转台的动态刚度达到最优,在设计中一直是一个难点.基于此,通过对转台的连接部件、止推轴承及径向轴承进行有效简化,建立起了光电转台的动力学模型,结合模型.对转台内部的筋板布置形式进行了详尽的研究比较.研究结果表明,要想获得满意的动态刚度,单纯地增加筋板数量并不能达到要求,而应该根据其具体的振动情况来选择合理的筋板布置形式,并且在平行于振型方向的筋板上,开孔时的动刚度效果相对地比未开孔时的动刚度效果要好.     

工程结构振型分类及量化研究

振型是结构的固有特性,任何作用效应都可以振型展开。通过振型展开,可定义每个方向上的作用效应及在整个变形中的比例。调整振型顺序,有利于设计者提高对结构变形有利的反应,降低对结构变形不利的反应。以矩形渡槽和U形渡槽为例,分析了结构的振型方向系数和质量参与比例。