重频结构模态灵敏度分析的高精度截模态算法

基于全模态展开定理,提出了计算重频阻尼结构模态灵敏度的全模态算法和高精度截模态算法。首先通过引入松驰因子的移频法克服了重频现象对模态灵敏度分析的影响,给出了重频模态灵敏度的全模态算法,并从理论上分析了这种算法的误差来源及控制方法;其次通过分析各阶模态在模态灵敏度的全模态线性展开式中的贡献作为截断准则来实施截断,从而提出了重频结构模态灵敏度分析的高精度截模态算法,并给出了其误差分析方法。提出的高精度截模态算法仅需少量模态,即可获得对称及非对称系统任一重频模态的灵敏度信息,无论是理论分析还是数值计算的结果均表明了该算法的正确性及高效性。     

移动荷载激励下基于平均曲率模态的简支梁局部损伤识别

该文采用缺口平滑拟合技术,利用移动荷载激励下结构的响应数据,通过分析梁式结构的平均曲率模态,对结构进行局部损伤定位。该方法不需要损伤前的桥梁激振数据,受信号噪音影响较小,并且可用于多移动荷载同时激励的情况,实践性和可操作性大大提高。首先分析在质量-弹簧-阻尼体系的移动荷载激励下简支梁的动力响应,通过Newmark-β时域积分算法分析沿时间平均处理后的简支梁振动位移模态,验证了基频模态在移动荷载激励下简支梁位移响应中的支配作用,在理论上解释了平均信号处理的意义。其后,利用ANSYS生死单元技术进行质量-弹簧-阻尼体系的移动荷载仿真,构造出三角函数拟合曲线的形式用于损伤识别。数值实验取得了良好的识别效果,表明该方法在多点损伤、多移动荷载、噪音影响等情况下均具有良好的灵敏性。该文为正常通车条件下桥梁的损伤识别研究提供了一种新思路。     

电流变液夹层梁的动力学分析

将电流变材料处理为粘弹性材料,采用了线性粘弹性理论,基于夹层梁动力学分析方法,利用广义Hamilton原理,推导了电流变层合梁的动力学方程。在此基础上,研究了具有简单的边界条件夹层梁的动力学特性,得出了在外加电场作用下,电流变层合梁模态频率和模态损耗因子都随着电场的增大而增大;电流变层合梁的低阶模态损耗因子变化趋势大于高阶模态损耗因子的变化趋势;在同样的电场(或电压)作用下,层合梁的低阶模态损耗因子大于高阶模态损耗因子。这些结论表明了电流变层合梁在外加电场作用下,对低频振动具有较好的振动抑振效果。     

超高耸结构台风期间动力特性监测

主要做了以下几个方面的工作:(1)利用GPS等多种传感器,建立广州新电视塔的健康监测系统;(2)采用一种仅基于输出响应的模态识别算法(频域分解法),结合台风期间所测得的加速度响应识别了广州新电视塔的前十阶模态参数;(3)用图、表和有限元模型描述了电视塔在台风期间的形变状态,揭示其动力特性。具有理论创新和较好的应用借鉴作用。     

两种新的基于子空间跟踪的时变模态参数快速辨识算法

该文研究了基于子空间跟踪的时变模态参数快速辨识算法的过程。对更新的输入/输出数据的预处理后, 时变模态参数辨识的主要问题转化成子空间跟踪, 引入NPI 和API 子空间跟踪算法替代PAST 形成两种新的时变模态参数快速识别算法。通过对移动分布质量-悬臂梁这一典型的时变结构系统以及两自由度弹簧-质量系统的时变模态参数识别验证了新算法的有效性并且比较分析了这3种基于不同子空间跟踪算法的时变模态参数识别算法的辨识能力。     

半挂牵引车整车模态分析

着重针对某半挂牵引车整车进行模态分析。首先通过UG对牵引车整车建模,然后运用HyperWorks对模型进行网格的划分生成整车有限元模态分析模型,最后对其进行模态分析,得到系统的各阶模态,并按照实际情况对模态参数进行分析。有限元模态分析结果表明该牵引车整车结构固有频率能有效避开各种激励源频率,避免发生共振现象。     

基于车体动态特性的发动机安装位置优化

建立某款全地形车车架挂发动机有限元模型,计算并进行模态分析。通过与实验模态分析结果对比,验证有限元模型的可靠性。在此基础上,分析路面激励及发动机激励与车体动态特性的匹配关系。为改善该款全地形车车体的动态特性,应用形状优化方法,以发动机在车架的前后、左右、上下安装位置及俯仰角度为变量,以提高车体一阶模态频率为目标,进行优化。根据优化结果,调整发动机的安装位置与俯仰角度,使车体的一阶模态频率提高5 Hz。     

基于模态柔度的有限元模型修正方法

以各阶模态柔度矩阵中各元素相对变化作为指标,提出了基于模态柔度灵敏度解析表达式的有限元模型修正方法,推导了模态柔度灵敏度解析表达式,结构严谨,编程方便。以一平面简支梁为例,考虑运用不同的模态阶数、测点自由度及测试误差,利用Tikhonov正则化方法进行模型修正,通过多次模拟计算,分析了相关因素对模型修正结果的影响。实例计算表明,当噪声较小时,修正效果很好,但随着测试噪声水平的增加,修正结果稳定性变得相对较差;利用较高阶模态修正结果比利用较低阶模态修正后结果要好;同时测试自由度不完整性也是模型修正结果的不利因素。     

新型20m桥梁检测车结构的有限元力学分析

针对设计的新型20 m桥梁检测车,利用Pro/E软件建立了4种工况下整车结构的实体模型,运用有限元软件ANSYS对建立的模型进行了静力和模态分析。开展对设计结构进行强度校核,找出了设计结构的危险部位,并综合分析结果提出了设计结构的加强建议。有限元力学分析为校核结构强度提供了重要的理论方法,分析结果为桥梁检测车的结构设计与实际生产提供了理论依据与技术支持。     

基于ODS FRF某城际车工作状态下模态贡献分析

为研究某城际车工作状态下模态贡献问题,首先用激振器对该城际车进行了静态台架实验,利用LMS. Test. Lab软件识别其模态参数。然后对该城际列车进行线路实验,测试其不同速度级下的加速度振动响应。根据ODS FRF概念,给出了城际车在ODS FRF包络曲线峰值处的工作变形。最后根据模态叠加原理,得出不同速度级下,该城际车不同频率下工作变形主要由车体沉浮、车体点头及车体1阶垂弯贡献的结论。同时结果显示,不同速度级下,同一频率下工作变形可能由不同固有模态贡献;不同速度级下,同一工作变形频率可能会发生偏移。