检索结果-内蒙古大学图书馆

对于结构动力学问题,通常是在Lagrange体系下进行描述和求解。在这种体系之下,利用实对称矩阵及其特征值理论,得到了模态函数的正交性以及模态叠加法,并且振动问题的求解方法具有直观、物理意义明确等优点。在Lagrange体系下普遍采用将方程简化到一类变量的做法,导致动力方程阶次升高,给求解带来困难。比如说对于薄板固有振动问题,只有一对边简支的情况才可以用“半逆法”求出其模态函数和频率方程的解析表达式。

关键词：平面问题固有振动特性模态函数半逆法直接解法

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一种轴承故障信号内禀模态函数分解与提取方法及装置

一种轴承故障信号内禀模态函数分解与提取方法及装置

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作者：陈剑杨斌 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路193号

本发明公开了一种轴承故障信号内禀模态函数分解与提取方法及装置，包括：利用振动传感器获取轴承运转过程中的振动信号，并将振动信号作为分析信号；通过改进的集合经验模态分解方法对分析信号进行模态分解，通过添加最优幅值的伪随机... 详细信息

标准号: CN111985315A

本发明公开了一种轴承故障信号内禀模态函数分解与提取方法及装置，包括：利用振动传感器获取轴承运转过程中的振动信号，并将振动信号作为分析信号；通过改进的集合经验模态分解方法对分析信号进行模态分解，通过添加最优幅值的伪随机噪声并对信号进行模态分解，以获取多个内禀模态函数数据；构建敏感IMF筛选指标，实现对敏感IMF的自动选取；通过对敏感内禀模态函数数据进行分析处理，判断轴承的故障。本发明对轴承故障信号进行模态分解可以获取无模态混叠的内禀模态函数数据以及包含故障特征的敏感内禀模态函数数据，解决了故障数据经模态分解后容易出现模态混叠以及敏感内禀模态函数数据获取困难问题，使得轴承故障判断更加准确。

关键词：模态函数模态分解轴承故障敏感分析信号振动信号轴承集合经验模态分解伪随机噪声振动传感器分析处理故障数据故障特征困难问题模态混叠筛选指标数据获取运转过程自动选取构建混叠无模分解改进

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基于格林函数的多跨钻柱系统的振动特性分析

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工程力学 2023年第6期40卷 213-225页

作者：常学平范谨铭韩笃政周杰西南石油大学机电工程学院成都610500

随着油气勘探开发向着深层、深水及非常规等复杂领域的不断扩展,钻井面临的井况与约束条件更加苛刻,钻柱的动力学特性更加复杂,失效问题频发。该文应用格林函数理论对多跨旋转钻柱双向耦合动力学特性进行了定量分析和研究。考虑多稳定... 详细信息

随着油气勘探开发向着深层、深水及非常规等复杂领域的不断扩展,钻井面临的井况与约束条件更加苛刻,钻柱的动力学特性更加复杂,失效问题频发。该文应用格林函数理论对多跨旋转钻柱双向耦合动力学特性进行了定量分析和研究。考虑多稳定器及不同约束条件,以钻柱整体为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁模型和Hamilton原理建立了具有广义边界约束条件及多稳定器的旋转钻柱双向耦合动力学方程。采用分离变量法、Laplace变换及Laplace逆变换求解所获得的振动微分方程,得到了旋转钻柱系统横向振动的格林函数解以及以格林函数为基础的多跨旋转钻柱系统的闭合形式的模态函数及隐式的频率方程。定量地分析了稳定器位置、弹簧刚度系数与稳定器个数对钻柱系统振动特性的影响。数值结果表明:稳定器位置与固有频率的关系曲线中有相应阶次数目的峰值;随着等效弹簧的刚度系数的增大,系统的固有频率随之增大,但当刚度增加到一定值时,系统的一阶和二阶频率将趋于稳定。研究结果有助于深化对多跨旋转钻柱的动力学特性规律的认识,为提高钻速、减少钻柱失效及钻柱钻井技术的应用提供了新的研究方法和理论依据。

关键词：格林函数 Laplace变换线性叠加原理模态函数频率方程解析解

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浅海波导环境不确定性对声源功率估计的影响

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物理学报 2021年第24期70卷 145-156页

作者：张少东孙超谢磊刘雄厚王宣西北工业大学航海学院西安710072 海洋声学信息感知工业和信息化部重点实验室西安710072 陕西省水下信息技术重点实验室西安710072

匹配场声源功率估计方法解决了传统球面波或柱面波假设下的声源功率估计方法受浅海波导效应影响较大的问题,但浅海波导环境不确定性会严重影响匹配场声源功率估计结果的准确性.本文定义声源功率估计性能环境失配敏感度,量化表示环境不... 详细信息

匹配场声源功率估计方法解决了传统球面波或柱面波假设下的声源功率估计方法受浅海波导效应影响较大的问题,但浅海波导环境不确定性会严重影响匹配场声源功率估计结果的准确性.本文定义声源功率估计性能环境失配敏感度,量化表示环境不确定时匹配场声源功率估计性能的损失,推导了声源功率估计性能损失与信道传递函数估计偏差的关系,利用信道传递函数估计值与理想值的模值偏差和夹角表示.在此基础上,研究了环境不确定性影响声源功率估计的机理,以及海水深度、海水声速和沉积层声速变化对声源功率估计的影响程度.研究表明,不同环境参数变化对信道传递函数模值的影响均比较小,声源功率估计性能下降的主要原因是信道传递函数估计值与理想值的夹角变化较大.海水深度变化对功率估计结果的影响最为显著,沉积层声速变化对功率估计结果的影响很小,除海水深度外,在高频段范围内海水声速变化对功率估计结果的影响较大.

关键词：环境不确定性信道传递函数模态函数功率估计

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船-缆-机器人采矿系统中非均匀张力缆振动特征分析

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哈尔滨工程大学学报 2023年第9期44卷 1631-1637页

作者：程阳锐马佳乐王振戴瑜中南大学机电工程学院湖南长沙410083 长沙矿冶研究院有限责任公司湖南长沙410012 深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室湖南长沙410012 大连理工大学数学科学学院辽宁大连116024 北京航空航天大学数学科学学院北京100191

深海采矿越来越重要,本文针对采矿船-缆索-水下机器人采矿系统的作业模式,考虑采矿船和水下机器人运动引起的非均匀张力缆索横向振动问题,建立了船-缆-机器人系统简化的数学模型,给出了二阶线性变系数偏微分控制方程和初边值条件。基于... 详细信息

深海采矿越来越重要,本文针对采矿船-缆索-水下机器人采矿系统的作业模式,考虑采矿船和水下机器人运动引起的非均匀张力缆索横向振动问题,建立了船-缆-机器人系统简化的数学模型,给出了二阶线性变系数偏微分控制方程和初边值条件。基于变量分离法求解模型得到非均匀张力缆自然频率和振动模态的Bessel函数解析表达式。分析了采矿船和水下机器人运动引起的端致运动规律,给出了上下端运动幅度和频率对缆索振动的影响。研究发现:端部运动幅度逐渐增大时,缆索的横向最大振幅均呈线性增长;端部运动频率与缆索各阶自然频率相等时,系统会发生共振现象,分析了各阶振型的响应函数,对非均匀张力缆的设计参数确定提供参考。

关键词：船-缆-机器人采矿系统非均匀张力缆 Bessel函数自然频率模态函数端致振动

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一种基于模态提取的深度和距离可变的时反聚焦方法

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声学学报 2010年第4期35卷 403-413页

作者：郭国强杨益新孙超西北工业大学航海学院西安710072

提出了一种基于模态提取的深度和距离同时可变的时反聚焦方法。首先,通过模态提取方法从时反阵列接收的探测信号中提取出波导中传播的模态函数信息,并且进一步地从中获得一个包含探测声源深度信息的对角阵以及一个包含探测声源距离信息... 详细信息

提出了一种基于模态提取的深度和距离同时可变的时反聚焦方法。首先,通过模态提取方法从时反阵列接收的探测信号中提取出波导中传播的模态函数信息,并且进一步地从中获得一个包含探测声源深度信息的对角阵以及一个包含探测声源距离信息的向量;然后,利用模态提取获得的信息对探测声源深度信息矩阵和距离信息向量进行调整,重新构造出时反阵列的一个接收声场向量信息,使得时反发射声场聚焦的深度和距离发生变化。这种方法克服了传统时反处理只能在探测声源位置聚焦的局限性,通过对探测声源深度信息矩阵和探测声源距离向量信息进行适当的调整,可以将时反发射的声场聚焦到探测声源以外的某个期望位置上。针对典型浅海波导环境,通过计算机仿真试验验证了该方法的有效性。

关键词：距离信息聚焦方法模态函数提取方法可变探测信号距离向量深度信息

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基于垂直阵模态分解的低频水声信号盲解卷处理研究

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声学学报 2011年第1期36卷 8-19页

作者：郭国强孙超杨益新西北工业大学航海学院西安710072

研究了基于人工时反处理的水声信号盲解卷方法,并在此基础上提出了一种基于简正波模态分解的低频水声信号的盲解卷处理方法。该方法适用于浅海波导中垂直阵接收的远程低频水声信号的盲解卷处理。该方法首先从浅海中垂直阵接收的信号中提... 详细信息

研究了基于人工时反处理的水声信号盲解卷方法,并在此基础上提出了一种基于简正波模态分解的低频水声信号的盲解卷处理方法。该方法适用于浅海波导中垂直阵接收的远程低频水声信号的盲解卷处理。该方法首先从浅海中垂直阵接收的信号中提取(估计)出波导中传播的简正波模态函数信息,然后,根据估计的模态函数信息通过模态滤波来实现水声信道盲解卷处理。针对典型的浅海波导环境,进行了计算机仿真试验,结果表明:(1)远程低频条件下,模态分解方法可以从垂直阵接收的信号中提取出波导中有效传播的模态函数信息,因此这种方法解决了目前人工时反处理方法需要准确的模态函数先验信息的问题;(2)在一定带宽条件下,接收信号信噪比较低时,本文给出的这种基于模态滤波的盲解卷方法比人工时反处理具有更好的解卷性能。

关键词：水声信号模态分解解卷处理垂直阵低频模态函数先验信息接收信号

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基于Green函数的PIP结构的动力学特性分析

基于Green函数的PIP结构的动力学特性分析

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作者：范谨铭西南石油大学

学位级别：硕士

本文利用Green函数法研究三种不同类型的输流管中管(PIP)结构横向振动的动力学特性,分别为无支撑条件的PIP结构、含内部或外部支撑的PIP结构以及旋转PIP结构。利用Green函数法得到了三种不同类型的PIP结构的隐函数形式的频率方程,并发... 详细信息

本文利用Green函数法研究三种不同类型的输流管中管(PIP)结构横向振动的动力学特性,分别为无支撑条件的PIP结构、含内部或外部支撑的PIP结构以及旋转PIP结构。利用Green函数法得到了三种不同类型的PIP结构的隐函数形式的频率方程,并发现了许多以往未曾发现的现象得到了许多具有重要意义的结论。本文的具体内容如下: 1、本文采用基于Hamilton变分原理和Euler-Bernoulli梁理论建立了考虑内部双相流、边界拉伸弹簧、边界扭转弹簧、轴力、内部支撑弹簧、内外管间弹性层等多因素共同作用下的输流PIP结构横向振动的控制方程,其中内外管间的弹性保温层根据其力学性能而被简化为沿管长方向连续分布的弹簧阻尼系统。 2、利用Laplace变换和Laplace逆变换,得到了无内部支撑和无外部支撑的单跨PIP结构横向振动的Green函数,并考虑了内管受力和外管受力两种情况。所得到的Green函数是解析解形式的,具有很高的准确性,利用线性叠加原理便可得到单跨PIP结构受横向外载荷作用时解析解形式的响应解。借助单跨PIP结构的Green函数和它们的前三阶导数,得到单跨PIP结构横向振动的模态函数以及隐函数形式的频率方程。通过求解内外管解耦后的输流单管系统的频率,验证了频率方程和Green函数的可靠性。在后续研究中,讨论了弹性层等效刚度、边界弹簧及双相流对具有固支-固支边界条件和固支-自由边界条件的PIP结构稳定性的影响,并且发现了 PIP结构中普遍存在的模态转换现象。 3、利用单跨PIP结构内管受力时的Green函数和外管受力时的Green函数,分别得到了具有外部支撑和内部支撑的PIP结构解析解形式的模态函数。利用多跨PIP结构的模态函数及其导数,得到了系统隐函数形式的频率方程。通过求解内外管解耦后的多跨单管系统的频率,验证了频率方程的可靠性。在数值讨论部分,以具有简支-简支边界和固支-自由边界的PIP结构为研究对象,讨论了在结构的外部中点和内部中点处增大拉伸弹簧刚度对结构稳定性的影响。结果表明增大简支PIP结构的内部中点或外部中点处拉伸弹簧的刚度系数可以提高结构的临界流速。对于悬臂PIP结构而言,增大内部拉伸弹簧刚度可以提高其颤振临界流速,而增大内部拉伸弹簧刚度却会使得临界流速降低。 4、在单跨PIP结构的基础上,考虑旋转效应的影响,建立了旋转PIP结构的控制方程。利用Laplace变换和Laplace逆变换,得到了外管受力时旋转PIP结构横向振动的Green函数。根据线性叠加原理,得到了均布外载作用时旋转PIP结构解析解形式的响应表达式。借助得到的四个Green函数和它们的前三阶导数,得到了具有不同边界条件的旋转PIP结构隐函数形式的频率方程。通过求解内外管解耦后的旋转单梁结构的频率,验证了旋转PIP结构的频率方程的可靠性。在数值讨论部分,从强迫振动的角度讨论了转速、内流流速和气体体积分数等对系统动力学特性的影响。

关键词： Green函数法管中管结构模态函数稳定性多跨管中管解析解

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受初应力作用的轴向运动功能梯度梁的动力学分析

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工程力学 2015年第10期32卷 226-232页

作者：李成随岁寒杨昌锦苏州大学城市轨道交通学院苏州215006

基于Euler梁模型研究了初始应力作用下轴向运动功能梯度材料梁的横向振动问题。假设材料性质沿梁的厚度方向按幂指数形式连续变化,利用Hamilton原理建立了系统的控制方程,应用复模态法求得了其固有频率和模态函数,接着分析了轴向运动速... 详细信息

基于Euler梁模型研究了初始应力作用下轴向运动功能梯度材料梁的横向振动问题。假设材料性质沿梁的厚度方向按幂指数形式连续变化,利用Hamilton原理建立了系统的控制方程,应用复模态法求得了其固有频率和模态函数,接着分析了轴向运动速度、梯度指数、初应力大小等因素对梁的动力响应的影响。结果表明:梯度指数和轴向速度的增大都会导致固有频率降低,轴向初应力的增大则使得固有频率升高。

关键词：功能梯度材料轴向运动梁初应力固有频率模态函数

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