检索结果-内蒙古大学图书馆

汽车零部件 2018年第10期 32-36页

作者：荣兵肖攀鞠道杰中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122

扭力梁的第一阶固有自由模态频率通常在路面载荷激励频段内。为研究基于准静态法和模态叠加法疲劳分析的准确性,以实测应变为基准,通过时域和频域对比发现准静态法分析值与实测值更加吻合;通过伪损伤值对比,准静态法和模态叠加法分别为... 详细信息

扭力梁的第一阶固有自由模态频率通常在路面载荷激励频段内。为研究基于准静态法和模态叠加法疲劳分析的准确性,以实测应变为基准,通过时域和频域对比发现准静态法分析值与实测值更加吻合;通过伪损伤值对比,准静态法和模态叠加法分别为实测的148. 44%和764. 48%,验证了准静态法精度较高,模态叠加法分析值偏大。对主梁疲劳进行对比,两种方法的疲劳损伤分布基本一致,损伤区域主要位于主梁中部,模态叠加法损伤值高于准静态法损伤值,进一步验证扭力梁疲劳分析时模态叠加法偏于保守。

关键词：扭力梁模态频率准静态法模态叠加法疲劳分析

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运行状态下动车组构架传声载荷识别及振动传递分析

运行状态下动车组构架传声载荷识别及振动传递分析

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作者：李亚光西南交通大学

学位级别：硕士

高速动车组近几年在我国得到大规模运用。列车运行速度提高后,严重的振动噪声问题也随之而来。动车组的振动与噪声对司乘人员的健康与乘客的乘坐舒适性都有一定的影响。轮轨滚动引起的振动通过车辆悬挂系统向上层结构传递形成的振动辐... 详细信息

高速动车组近几年在我国得到大规模运用。列车运行速度提高后,严重的振动噪声问题也随之而来。动车组的振动与噪声对司乘人员的健康与乘客的乘坐舒适性都有一定的影响。轮轨滚动引起的振动通过车辆悬挂系统向上层结构传递形成的振动辐射声仍是高速列车车内噪声重要组成部分。转向架系统是轮轨与车体之间固体传播振动的唯一路径,构架又是转向架系统中承上启下的重要组成部分。运行状态下动车组构架传声载荷识别及振动传递分析对研究高速列车振动噪声问题具有重要意义。传递路径分析(TPA-Transfer Path Analysis)在实际应用中存在多种方法,其中传统TPA方法是目前公认的精度较高的方法,其他传递路径分析方法都是在传统TPA方法基础上发展而来的。但是传统TPA方法存在试验测试工作量大,建模时间长等缺点。为了减少试验测试工作量,本文尝试将试验测试与仿真计算相结合来进行运行状态下动车组转向架构架传声载荷识别及振动传递分析。本文以国内某型时速350公里动车组非动力转向架构架为研究对象,从理论、仿真和试验三个方面对运行状态下动车组构架传声载荷识别及振动传递分析进行了研究。该方法是在传统TPA方法基础上演化而来,首先通过有限元仿真计算获取构架系统的模态参数与频率响应函数;其次使用有限数量的试验测试数据,采用模态叠加法求解构架振动响应;最后借鉴传统TPA方法中的逆矩阵法对构架上的载荷进行识别,并计算载荷力功率。从载荷力功率交换的角度对构架振动传递特性进行分析。研究成果为分析车内噪声来源,研究振动传递路径,指导新型转向架设计及对现有转向架结构改进具有重要参考意义。主要工作和结论如下:(1)本文首先对传递路径分析方法进行了简单介绍,并总结了其研究现状。其次对于传统TPA方法中的载荷识别进行了的阐述。传统TPA方法精度较高但是试验测试工作量大,本文提出一种将试验测试与仿真计算相结合用于构架振动传递特性分析的方法,并对该方法的理论进行了研究,介绍了试验流程以及构架有限元模型的建立与分析。将该方法计算出的构架振动响应与测试结果进行比对验证该方法求解构架振动响应的有效性。(2)以国内某高速动车组为例,首先开展动车组振动噪声试验,获取振动噪声试验数据;其次建立非动力转向架构架有限元模型,利用有限元软件ANSYS对其进行模态分析和谐响应分析,获取了构架的模态参数与频率响应函数;再次采用模态叠加法计算出构架的振动响应;最后采用逆矩阵法对构架上的载荷进行了识别,并计算出载荷力功率。(3)从载荷力功率交换的角度对动车组转向架构架振动传递特性进行了分析。在50～800Hz频段内,一系悬挂和轴箱转臂与构架的连接点中载荷力功率交换较大的是一系轴箱弹簧座节点和一系垂向减振器座节点;构架与车体之间各连接件与构架的连接点中载荷力功率交换较大的是抗侧滚扭杆座节点、二系垂向减振器座节点和牵引拉杆座节点。

关键词：动车组构架振动声载荷传递分析模态叠加法有限元

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跨座式单轨曲线梁桥的车桥耦合振动分析

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四川建筑 2018年第6期38卷 175-178页

作者：陈雅兰晋智斌何金哲杨先凡西南交通大学土木工程学院四川成都610000

文章基于车桥耦合振动分析理论,对跨座式单轨车辆在曲线桥梁上运行时的车桥耦合振动状态进行了研究。车桥耦合动力系统包含车辆、桥梁子系统两部分,车辆与桥梁之间以轮轨关系相连。采用模态叠加法建立桥梁系统的振动方程,运用Lagrange... 详细信息

文章基于车桥耦合振动分析理论,对跨座式单轨车辆在曲线桥梁上运行时的车桥耦合振动状态进行了研究。车桥耦合动力系统包含车辆、桥梁子系统两部分,车辆与桥梁之间以轮轨关系相连。采用模态叠加法建立桥梁系统的振动方程,运用Lagrange方程推导单轨车辆系统的运动方程,通过单轨车辆充气轮胎的特性建立轮轨接触关系式。采用移动坐标系通过坐标变换,解决车辆曲线通过桥梁时的几何关系,同时考虑车辆运动过程中离心力。通过全过程迭代法求解车桥耦合系统振动方程。基于这些理论分析,对某跨径为24 m、曲线半径为300 m的跨座式单轨桥梁进行列车—曲线桥梁振动分析,得到单轨车辆通过曲线桥时的车桥振动特性和规律。

关键词：跨座式单轨交通系统曲线梁桥模态叠加法 Lagrange方程全过程迭代法车桥耦合

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随机波浪作用下的平台动力响应分析

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石油和化工设备 2018年第9期21卷 34-38页

作者：高伟海洋石油工程股份有限公司设计公司天津300451

随着我国海洋石油开发逐渐由浅海转向深海,工作水深百米以上的深水导管架陆续投入使用,与浅水导管架相比整体刚度较小,而且海况更加恶劣,因此需要进行动力响应分析。本文以某典型深水导管架为例,使用SACS分析软件对开敞水域的波浪P-M谱... 详细信息

随着我国海洋石油开发逐渐由浅海转向深海,工作水深百米以上的深水导管架陆续投入使用,与浅水导管架相比整体刚度较小,而且海况更加恶劣,因此需要进行动力响应分析。本文以某典型深水导管架为例,使用SACS分析软件对开敞水域的波浪P-M谱进行拟合,生成伪随机浪,并通过动力分析模态叠加法得到导管架的动力响应,进而得到动力放大系数,作为静力分析中波流力的放大因子,从而模拟导管架的真实环境荷载。

关键词：深水导管架超单元模态叠加法随机波浪动力放大系数

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應用模態疊加法之阻尼器最佳化配置

應用模態疊加法之阻尼器最佳化配置

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作者：張耿毓臺灣大學

学位级别：碩士

阻尼器最佳化配置研究必须对结构物进行动力分析以求得结构物的反应，但加装阻尼器的结构系统往往会成为非古典阻尼结构系统，对於非古典阻尼系统一般都以直接积分法(Newmark β、差分法等)求得结构物的反应，但直接积分法於自由度大的... 详细信息

阻尼器最佳化配置研究必须对结构物进行动力分析以求得结构物的反应，但加装阻尼器的结构系统往往会成为非古典阻尼结构系统，对於非古典阻尼系统一般都以直接积分法(Newmark β、差分法等)求得结构物的反应，但直接积分法於自由度大的结构物需要大量计算时间，影响阻尼器最佳化的计算效率。本研究整理现行文献中关於三种非古典阻尼动力系统的模态叠加方程式，前两种利用质量、劲度和阻尼矩阵组成的特徵值问题，以其正交性质求出解耦方程式後再导出其模态叠加式，第三种使用特徵分解的概念，并将状态空间运动方程式进行Laplace Transform导出模态叠加式。第一种模态叠加式需将过阻尼模态实数特徵值进行配对，求得对应的模态频率和模态阻尼比後进行叠加，第二、三种模态叠加式则将过阻尼模态一一叠加。本研究证明三种模态叠加式本质上相同，而且经过案例分析模态叠加式位移反应历时与直接积分法相同。同时可以根据其模态叠加式发展其反应谱法，来估计结构物的最大反应。本研究将此模态叠加式和其反应谱法以及直接积分法为动力分析方法应用於阻尼器最佳化配置的简易法，进行平面剪力屋架的阻尼器最佳化配置分析，分析结果为使用模态叠加法的最佳化配置与直接积分法相同，同时模态叠加法拥有较好的计算效率。为了将阻尼最佳化应用於真实的结构物，本研究分析三维不对称结构物阻尼器最佳化配置并应用模态叠加法和直接积分法为动力分析方法。首先合理的简化结构物的自由度让其整体动力反应以质心自由度描述，再利用结构分析软体SAP 2000分析出结构物的质量和劲度矩阵，阻尼器矩阵依几何关系求得。最後将简易法概念用至三维不对称结构物上，最佳化结果使用模态叠加法的最佳化配置与直接积分法相同，同时模态叠加法拥有较好的计算效率。

关键词：非古典阻尼系統直接積分法二次特徵值問題解耦方程式模態疊加法阻尼器最佳化配置簡化循序搜尋演算法簡易法三維不對稱結構物雙向地表加速度

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实际载荷下混杂复合材料阻尼预报

实际载荷下混杂复合材料阻尼预报

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第二十届全国复合材料学术会议

作者：王挺侹宋波乔琨王丽山东大学(威海)机电与信息工程学院威海264209 山东大学(威海)机电与信息工程学院威海264209 山东大学(威海)海洋学院威海264209

通过添加高阻尼纤维制作混杂复合材料是一种常用的复合材料阻尼改性方式。针对混杂复合材料阻尼模拟有中存在的关键问题，本文从力学性能参数较易获取的纤维和基体出发，首先借助金相显微镜和扫描电镜得到了VARTM工艺下复合材料中织物... 详细信息

通过添加高阻尼纤维制作混杂复合材料是一种常用的复合材料阻尼改性方式。针对混杂复合材料阻尼模拟有中存在的关键问题，本文从力学性能参数较易获取的纤维和基体出发，首先借助金相显微镜和扫描电镜得到了VARTM工艺下复合材料中织物的几何特征参数，建立织物复合材料的代表性体积单元，利用有限元法计算得到碳纤维复合材料和芳纶纤维复合材料的工程力学参数。根据上述方法获取的参数建立了动态热机械性能(DMA)测试中碳芳混杂结构复合材料试样的有限元模型，并将模态应变能法和模态叠加法相结合，建立了实际载荷下混杂结构的损耗因子的计算方法。利用此方法预报了多种8层碳芳混杂结构在1Hz实际振动载荷下的损耗因子。通过对比两次有限元模拟的结果和试验结果，表明该方法具有一定的精确度。

关键词：阻尼混杂复合材料代表性体积单元模态叠加法损耗因子

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立式铣床刀尖频响函数预测方法研究

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机床与液压 2017年第11期45卷 138-142页

作者：王二化许志荣叶锋常州信息职业技术学院常州市大型塑料件智能化制造重点实验室江苏常州213164 常州信息职业技术学院机电工程学院江苏常州213164

由于对机械加工精度和效率影响较大,切削颤振一直是制造领域的研究热点之一。为了避免颤振的发生,通常利用稳定性Lobe图确定合适的加工参数,而机床刀尖频响函数是绘制稳定性Lobe图的先决条件。基于模态叠加法、激振实验和响应耦合子结... 详细信息

由于对机械加工精度和效率影响较大,切削颤振一直是制造领域的研究热点之一。为了避免颤振的发生,通常利用稳定性Lobe图确定合适的加工参数,而机床刀尖频响函数是绘制稳定性Lobe图的先决条件。基于模态叠加法、激振实验和响应耦合子结构耦合方法 (Receptance Coupling Substructure Analysis,RCSA),提出了一种新的机床刀尖频响函数计算方法。首先通过模态叠加法计算刀柄和刀具的各个端点频响函数,通过锤击法得到机床主轴的端点频响函数,最后利用RCSA耦合各个子结构,获取机床刀尖频响函数。对比实验结果,本文作者提出的方法能够得到精确的立式铣床刀尖频响函数。

关键词：立式铣床模态叠加法 RCSA 刀尖频响函数 Timoshenko梁

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應用模態疊加法之阻尼器最佳化配置

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结构工程 2013年第4期28卷 64-90页

作者：呂良正張耿毓廖春滿

在结构减震设计中都会於结构物加装额外阻尼器，而加装阻尼器的结构系统往往是非古典阻尼结构动力系统，对於此類系统一般以直接积分法（如Newmark β法）來求得其动力反应。然而直接积分法处理自由度大的结构物时会相当费时，其庞大的... 详细信息

在结构减震设计中都会於结构物加装额外阻尼器，而加装阻尼器的结构系统往往是非古典阻尼结构动力系统，对於此類系统一般以直接积分法（如Newmark β法）來求得其动力反应。然而直接积分法处理自由度大的结构物时会相当费时，其庞大的计算量使得阻尼器最佳化设计常局限於学术研究而无法落实於实务。为了改善此问题，本文整理现行文献中兩种非古典阻尼系统的模态叠加法，以复數域分析的方式推导出解耦方程式（uncoupled equations），再分别利用模态叠加法与反应谱法计算解耦後各单自由度系统的反应，此模态叠加法可将非古典阻尼系统的反应以所有模态的反应叠加來表示。本文将此兩种不同的方法作为非古典阻尼系统的动力分析方法，并应用於二维平面结构物和三维不对称结构物的阻尼器最佳化配置，结果显示模态叠加法的阻尼器最佳化配置与直接积分法相同，且可大幅降低分析所需的时间。

关键词：非古典阻尼系統模態疊加法半經驗法反應譜法阻尼器最佳化配置

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车—桥耦合系统振动的随机特性及极值分析（U1334201）

车—桥耦合系统振动的随机特性及极值分析（U1334201）

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作者：朱思宇西南交通大学

学位级别：博士

随着高速铁路系统的飞速发展,列车运行速度不断提高,桥梁结构在线路所占比重不断提高,列车与桥梁系统相互作用的研究尤为重要。在列车过桥时,两者相互作用具有很强的随机特性。风荷载不仅能够增大列车和桥梁结构的振动,其强随机性势必... 详细信息

随着高速铁路系统的飞速发展,列车运行速度不断提高,桥梁结构在线路所占比重不断提高,列车与桥梁系统相互作用的研究尤为重要。在列车过桥时,两者相互作用具有很强的随机特性。风荷载不仅能够增大列车和桥梁结构的振动,其强随机性势必使得耦合系统的动力振动响应显现出很强的随机特性。本文基于车-桥稱合系统动力响应分析理论,围绕车-桥耦合系统及风荷载作用下的车-桥耦合系统的随机特性及极值分析,进行了如下研究:（1）首先,将虚拟激励算法与自适应高斯积分进行结合。该组合进一步提高了时变系统随机振动的计算效率,实现了系统自主分辨出荷载对结构作用的关键频率区间及不重要频率区段,自动化地对关键频率区间进行细分,明确了频率区间对结构系统的振动特性的影响,保证不遗漏任何一个有效频率;对不重要频率区段进行粗略分段或剔除,有效地减少了计算消耗,提高了计算效率。其次,基于虚拟激励算法,推导得出了能够求解不确定性结构随机特性的计算方法——随机虚拟激励算法。此方法能够有效地考察结构不确定性及外荷载的变异系数对结构随机振动响应的影响。最后,以随机风荷载作用下的高桥塔作为计算工况,探讨了虚拟激励算法与自适应高斯积分结合算法的高效性和正确性,验证了随机虚拟激励算法的有效性,并研究了结构不确定性和风荷载变异系数对桥塔结构随机振动响应的影响。（2）基于车辆和桥梁结构的构造特点和力学特性,运用有限元方法建立车辆和桥梁结构的有限元模型,避免了推导车辆运动方程的繁琐过程。根据结构动力学理论,求解得到了车辆各个模态对应的结构阻尼比。基于模态叠加原理,分别建立车辆子系统和桥梁子系统的运动微分方程,采用Duhamel积分求解车-桥耦合系统的运动微分方程并得到精确结果。编制并验证了车-桥耦合振动分析软件,实现了软件分析功能的多元化及分析目标的可变性,为模型精细化建模以及计算软件的通用性提供了技术支持。（3）运用虚拟激励算法结合自适应高斯积分技术,求解得到了车-桥耦合系统的随机特性,并运用Monte Carlo方法对计算结果进行验证。基于所求得耦合系统的随机特性结果,绘制得到了耦合系统随机响应的累积分布函数曲线,讨论了系统的极值和概率分布情况。探讨了车速、轨道不平顺类型以及列车编组对耦合系统随机特性的影响。引入了无量纲时间序列对车辆随机振动的稳态特性进行评价,得到了车辆稳态随机振动特性与车-桥耦合系统的内在联系;分析了车速对耦合系统随机振动影响的内在机理,讨论了在不同车速作用下的耦合系统的时刻极值和时段极值。车-桥耦合系统具有时变系统特性,对车辆过桥全时段的极值进行考察更具有科研和实际工程意义。研究了不同功率谱轨道不平顺对耦合系统随机特性的影响,不同轨道不平顺在相关频率段曲线变化一致时,所得随机特性曲线形式保持一致。计算得到了车-桥耦合系统的峰值因子,峰值因子主要受到结构特性的影响,对车速和轨道不平顺种类的影响并不敏感。（4）运用多样本计算了风荷载作用下的车-桥耦合系统的随机特性,明确了轨道不平顺和风荷载激励对耦合系统的作用具有相互独立的特性。在轨道不平顺和风荷载共同作用下的耦合系统随机特性方差结果等同于两种荷载分别作用的响应方差之和,满足统计学的方差叠加原理。考察了不同风速、车速以及列车编组作用下的车-桥耦合系统的随机特性结果和极值分布情况。

关键词：车-桥耦合系统随机振动极值分析虚拟激励算法自适应高斯积分风荷载峰值因子有限元法模态叠加法随机虚拟激励算法

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修正铁摩辛柯梁受迫振动响应分析及其应用

修正铁摩辛柯梁受迫振动响应分析及其应用

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作者：夏呈东南大学

学位级别：硕士

自从18世纪对梁的横向振动的研究开始,先由Bernoulli和Euler在基于初等假设之下提出了 Bernoulli-Euler初等梁理论,后人在这个理论之上逐渐加以完善,如Rayleigh和Timoshenko等。而后,陈镕和万春风在经典Timoshenko梁理论的基础上,考虑... 详细信息

自从18世纪对梁的横向振动的研究开始,先由Bernoulli和Euler在基于初等假设之下提出了 Bernoulli-Euler初等梁理论,后人在这个理论之上逐渐加以完善,如Rayleigh和Timoshenko等。而后,陈镕和万春风在经典Timoshenko梁理论的基础上,考虑了梁的剪切变形所引起的转动惯量的影响,提出了修正Timoshenko梁理论。本文的主旨,就是计算修正Timoshenko梁的固有频率及其受强迫振动时的动力响应,并对其合理性进行验证。本文系统地介绍并总结了 Bernoulli-Euler梁理论、Rayleigh梁理论、剪切梁理论和Timoshenko梁理论和修正Timoshenko梁理论等几种梁理论,得出了上述各种梁理论在三种支承条件(两端简支、两端固支和一端固支一端自由)下的固有频率方程和振型函数。随后,本文计算了上述几种梁理论在三种梁的长度、三种支承条件下的固有频率,并与ABAQUS有限元软件计算出的模拟值进行比较,得出各种梁理论计算出的固有频率随阶次、支承条件和梁的长度等因素变化而变化的规律。结果发现梁的剪切变形所引起的转动惯量的修正使得梁的模型更趋向于实际,也更准确,它在低频段的影响很小,但是在频率比较高的时候,影响是相当大的。振型正交性是模态叠加法解决结构动力响应问题的一个关键问题。本文推导了经典Timoshenko梁和修正Timoshenko梁的振型正交性,得出各自的广义质量与广义力,进一步求得各自的时间函数,最后,求得了两种梁遭受简谐荷载时跨中的位移响应,并与ABAQUS模拟值进行对比。通过对比得知,当梁趋向于短粗梁时,剪切变形所引起的转动惯量的影响更大,导致Timoshenko梁的计算结果误差不断增大,而修正Timoshenko梁的误差一直稳定在较小水平。这与前文得出的剪切变形所引起的转动惯量在高频段时有较大影响的结论是一致的。然后,本文运用修正Timoshenko梁理论计算桥梁结构在遭受移动集中荷载时跨中的位移响应,并且与ABAQUS模拟的结果作出对比,发现二者的误差很小。这说明修正Timoshenko梁理论完全可以应用到桥梁结构的计算中去。最后本文得出结论,对于计算梁的固有频率和受迫振动时的位移响应,修正Timoshenko梁理论有着良好的适用性和更高的精确度。

关键词：修正Timoshenko梁剪切变形引起的转动惯量固有频率受迫振动模态叠加法位移响应

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