检索结果-内蒙古大学图书馆

科学技术与工程 2019年第10期19卷 155-162页

作者：潘旦光李雪菊芦盼北京科技大学土木工程系北京100083 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 北达科他州立大学物流运输系 fargo581086050

针对模态叠加法进行结构加速度时程反应分析,讨论了广义坐标积分步长、模态截断和离散位移时程求导三个问题对加速度时程反应误差的影响;并提出了振型加速度贡献系数的模态截断指标。以简谐荷载作用下单自由度体系的地震反应和三条地震... 详细信息

针对模态叠加法进行结构加速度时程反应分析,讨论了广义坐标积分步长、模态截断和离散位移时程求导三个问题对加速度时程反应误差的影响;并提出了振型加速度贡献系数的模态截断指标。以简谐荷载作用下单自由度体系的地震反应和三条地震波作用下的5层框架结构的地震反应为例,进行数值计算。算例分析结果表明:当广义单自由度计算的离散时间步长小于1/32的自振周期时,加速度反应的误差小于5%;对于加速度时程反应而言,基于振型参与质量选取的模态数偏少,应基于振型加速度贡献系数作为模态截断的依据;由离散位移时程经中心差分法所得加速度的误差与直接由模态叠加法所得的基本相同,而快速傅里叶变换(FFT)方法所得加速度时程存在虚假的高频振动而误差较大,采用低通滤波可有效降低误差。

关键词：模态叠加法积分步长模态截断中心差分法滤波

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基于模态叠加法的大型风力机典型工况动态特性分析

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振动与冲击 2018年第16期37卷 185-189,218页

作者：曹莉孙文磊周建星新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047

为提高复杂多变工况下风力机工作性能和使用寿命,建立风力机动态特性计算模型,采用了基于模态叠加法的风力机动态特性计算方法,并对2 MW大型风力机在启动、正常停机、湍流、阵风等典型工况下进行动态特性分析,总结了在不同工况下风力机... 详细信息

为提高复杂多变工况下风力机工作性能和使用寿命,建立风力机动态特性计算模型,采用了基于模态叠加法的风力机动态特性计算方法,并对2 MW大型风力机在启动、正常停机、湍流、阵风等典型工况下进行动态特性分析,总结了在不同工况下风力机的动态特性。结果表明:在极端运行阵风作用下风力机的动态特性最为明显,叶尖处的最大动响应的最大值相对于其稳态振幅均值反向增加了359.78%,塔架顶部的最大动应力的最大值相对于稳态应力均值增加了357.63%,该结果为风力机系统进一步优化设计与提高其运行效率及安全性提供了理论依据。

关键词：风力机动态特性模态叠加法阵风复杂工况

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基于模态叠加法的裂纹板动态应力强度因子计算

基于模态叠加法的裂纹板动态应力强度因子计算

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第29届全国结构工程学术会议

作者：徐利辉马蒙刘维宁孙晓静北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京交通大学土木建筑工程学院

采用模态叠加法计算冲击荷载作用下线弹性裂纹板的动态应力强度因子。将模态叠加法与ANSYS结合,应用节点位移外推法计算模态应力强度因子,Newmark-β法计算模态振型坐标函数,最后采用模态叠加法计算得到动态应力强度因子。算例分析表明... 详细信息

采用模态叠加法计算冲击荷载作用下线弹性裂纹板的动态应力强度因子。将模态叠加法与ANSYS结合,应用节点位移外推法计算模态应力强度因子,Newmark-β法计算模态振型坐标函数,最后采用模态叠加法计算得到动态应力强度因子。算例分析表明:模态叠加法计算线弹性裂纹体动态应力强度因子的计算结果准确;模态数等于100时,采用模态叠加法计算耗时约为瞬态动力分析法的1/60,计算效率高;增加模态数能提高计算结果的精度,模态数大于等于5时,计算结果与瞬态动力分析之间的相对误差在0.1%～0.5%范围内变化;本文推荐采用的模态数为5～10。

关键词：模态叠加法节点位移外推法模态应力强度因子动态应力强度因子模态数

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基于模态叠加法分析含阻尼复杂平面框架结构的动力响应

基于模态叠加法分析含阻尼复杂平面框架结构的动力响应

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作者：郭哲兰州大学

学位级别：硕士

框架结构的动力响应一直是实际工程中比较关注的问题,所以也是许多课题的研究内容。在框架结构的动力分析中,阻尼的影响至关重要。众所周知,结构中的阻尼将会耗散外界激励输入结构系统的能量,从而在结构上增加阻尼将减小结构的振动和噪... 详细信息

框架结构的动力响应一直是实际工程中比较关注的问题,所以也是许多课题的研究内容。在框架结构的动力分析中,阻尼的影响至关重要。众所周知,结构中的阻尼将会耗散外界激励输入结构系统的能量,从而在结构上增加阻尼将减小结构的振动和噪音,同时缓解结构的疲劳,因此在研究结构动力响应时计入阻尼的影响是必要的。为了使计算模型更接近实际,本文用节点集中质量-弹簧-阻尼来模拟结构中或多或少都存在的节点集中因素。另外,为了用更小的计算代价得到更精确的结果,本文中用连续模型模拟杆件的动力行为,并引入回传射线矩阵法和模态叠加法来分析含阻尼复杂平面框架结构的自振特性和动力响应。开展的工作和得到的结果有如下几个方面:首先,用回传射线矩阵法求得无阻尼复杂平面框架结构的自振特性即实频率和实模态,该方法相对于动力刚度法求结构的自振特性避免了零模态问题;证明了实模态关于系统质量、刚度、比例阻尼算子矩阵具有正交性;构造实模态叠加法,通过引入模态正交性解耦方程解得广义坐标,进而获得结构在节点或者杆件上受到激励时的动力响应解析式;编译相应程序计算数值算例,将计算结果和有限元计算结果相对比来说明此方法的可行性,另外研究了阻尼对结构动力响应的影响情况。其次,将回传射线矩阵法推广到了求解含一般性阻尼复杂平面框架结构的自振特性上;由于控制方程中阻尼的引入,此时的自振频率与自振模态需用复数形式表示,因此本文相应引入了适于复数解的搜根方法--Müller法,以用于计算含阻尼结构的复数频率;计算了相应的数值算例,将计算结果与有限元结果对比,验证了该方法的正确性与可行性;计算了不同的阻尼特性复杂平面框架结构的自振频率,讨论了阻尼对结构自振特性的影响。最后,基于含阻尼复杂平面框架结构的自振特性,先将控制方程由二阶微分方程降阶为一阶形式,同时将系统的质量、刚度、阻尼算子矩阵组合成两种组合算子矩阵;推导了复模态关组合算子矩阵具有正交性;构造了相应的模态叠加法,引入复模态正交性解耦方程解得广义坐标,进而获得含阻尼复杂平面框架结构动力响应的解析式;编译了相应的计算机程序,计算了简单悬臂梁和复杂平面框架结构两个算例,将计算结果与有限元对比证明了理论推导和程序的正确性,并分析说明了不同阻尼特性对结构动力响应的影响。

关键词：模态叠加法阻尼复杂平面框架结构复频率复模态 Müller法

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基于模态叠加法的振动响应修正方法研究概述

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装备环境工程 2019年第2期16卷 90-94页

作者：于晨阳范宣华中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999

针对模态叠加法受模态选取和截断等影响,往往导致动力学计算精度不高,尤其是对高频响应难以预测这一缺点,对多个基于模态叠加的修正方法研究的现状和发展趋势进行了概述,简要分析了各个修正方法的优劣,并结合目前的大规模并行计算技术... 详细信息

针对模态叠加法受模态选取和截断等影响,往往导致动力学计算精度不高,尤其是对高频响应难以预测这一缺点,对多个基于模态叠加的修正方法研究的现状和发展趋势进行了概述,简要分析了各个修正方法的优劣,并结合目前的大规模并行计算技术探讨了添加这些修正方法的可能性。研究表明,模态加速度法是目前相对容易实现的一种修正算法,最易于在大规模并行计算和实际工程应用中实现。

关键词：模态叠加法模态加速度法修正方法大规模并行计算

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基于模态叠加法的逆变器支架应力响应分析

基于模态叠加法的逆变器支架应力响应分析

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2019中国汽车工程学会年会

作者：王宏飞武斌沈宇航蔡存朋中国第一汽车集团有限公司研发总院

某新能源车用逆变器支架在正弦扫频试验中发生断裂失效,支架断口检测结果为弯曲疲劳破坏。使用基于模态叠加法的应力响应分析模拟台架扫频试验,为设计人员优化支架结构提供依据。

关键词：疲劳断裂扫频振动模态叠加法应力响应

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基于精确模态叠加法的隔振平台研究与设计

基于精确模态叠加法的隔振平台研究与设计

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作者：宋胄湖北工业大学

学位级别：硕士

目前求解机械系统动响应的理论大多数是基于无阻尼和比例阻尼系统,并且具有较大截断误差和精度难以控制的问题。因此,基于复模态精确模态叠加法,研究开发一套计算非比例阻尼系统动响应的求解系统对于工程实际应用有着重要的意义。本文... 详细信息

目前求解机械系统动响应的理论大多数是基于无阻尼和比例阻尼系统,并且具有较大截断误差和精度难以控制的问题。因此,基于复模态精确模态叠加法,研究开发一套计算非比例阻尼系统动响应的求解系统对于工程实际应用有着重要的意义。本文基于复模态精确模态叠加法的原理,设计一种基于模态叠加法的精密隔振平台,并对其进行了仿真分析和试验验证。首先,主要概述了目前简谐响应分析的方法,在已知目前计算方法不足的情况下引入精确模态叠加法,并概述了该种方法的理论和基本计算流程,研究了该种方法对于非比例阻尼系统计算动响应时的过程和意义。其次,深入分析了基于精确模态叠加法的隔振原理,完成基于精确模态叠加法的隔振平台设计。分析了隔振平台的主动反馈控制回路设计,分析了主动控制下的传递率,结果表明:采用本文的主动隔振控制后,阻尼得到进一步提升的同时系统的共振峰也被主动控制的天棚阻尼补偿。第三,通过仿真研究了基于精确模态叠加法的整个隔振平台的隔振性能。分别设置低于和高于竖直方向固有频率的两个位移干扰信号,当设置PID控制器比例控制参数K为特定值时,可以实现低于系统固有频率的振动信号的衰减,衰减率在激振频率为5HZ时达80%;而且与不加PID控制相比,可以实现对高频信号更大程度的衰减。再分别设置低于和高于绕Z轴转动方向固有频率的两个角位移干扰信号,当设置PID控制器比例控制参数K为特定值时,可以实现低于系统固有频率的振动信号的衰减,衰减率在激振频率为5HZ时达65%;而且与不加PID控制相比,可以实现对高频信号更大的衰减。最后,对平台图纸进行加工,得到原型样机,搭建实验平台,对隔振平台整机进行响应测试。结果表明:输入直流偏置为4A,正弦幅值为1A,频率分别为O.O5Hz和0.1Hz的电流信号,负载圆盘沿竖直轴z轴的位移响应幅值为0.22mm,与仿真模型对比,可知仿真误差为12%;负载圆盘沿水平轴x轴的转角响应幅值为0.31°,与仿真模型对比,可知仿真误差为11%。通过仿真分析和试验,可以证明平台的振动抑制能力得到了进一步性能的提升,整个隔振平台是有效的。

关键词：模态叠加法隔振平台隔振原理动力学仿真

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基于模态叠加法的车体疲劳寿命分析

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现代制造工程 2017年第10期 47-53页

作者：朱海燕邬平波池茂儒吴兴文卢耀辉西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013 西南交通大学机械工程学院成都610031

基于模态应力恢复法,以模态叠加法获得的车体各模态位移响应为输入,得到车体有限元各节点模态应力载荷历程;使用Miner线性累积疲劳损伤理论对车体进行疲劳损伤评估。通过对不同模态的叠加得到对车体疲劳寿命影响较大的模态,结果表明:车... 详细信息

基于模态应力恢复法,以模态叠加法获得的车体各模态位移响应为输入,得到车体有限元各节点模态应力载荷历程;使用Miner线性累积疲劳损伤理论对车体进行疲劳损伤评估。通过对不同模态的叠加得到对车体疲劳寿命影响较大的模态,结果表明:车体疲劳寿命主要受车体前10阶低频模态影响较大,高频模态对车体疲劳寿命影响较小。单独分析各阶模态对车体疲劳寿命影响,车体第1阶垂弯模态对车体各部位疲劳寿命具有较深的影响。

关键词：刚柔耦合动力学模态叠加法模态应力恢复法车体疲劳

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考虑流体和扶正器的固井套管柱系统振动响应分析

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振动与冲击 2025年第10期44卷 180-190页

作者：王立琰尹宜勇齐林山于永金夏修建胡原农刘卫雄中国农业大学工学院中国石油集团工程技术研究院有限公司

复杂的井下环境导致振动工况下固井套管柱系统振动响应异常复杂。为揭示固井套管柱系统动力学行为规律，该研究首先考虑钻井液、水泥浆和扶正器等因素，建立固井套管柱系统动力学模型并运用分离变量法和模态叠加法对系统的振动特性和振... 详细信息

复杂的井下环境导致振动工况下固井套管柱系统振动响应异常复杂。为揭示固井套管柱系统动力学行为规律，该研究首先考虑钻井液、水泥浆和扶正器等因素，建立固井套管柱系统动力学模型并运用分离变量法和模态叠加法对系统的振动特性和振动位移响应进行求解。在此基础上，通过模态试验和振动响应试验验证模型的正确性。最后，研究套管柱参数、流体参数和扶正器刚度等对固井套管柱系统振动特性和振动位移响应的影响机理，分析振动在套管柱上的传播规律。结果表明：流体密度和套管柱材料参数对振动特性影响显著。套管柱尺寸参数、阻尼比和扶正器刚度对系统振动特性和振动位移响应均显著性影响。在满足固井工艺要求的前提下，选取小直径薄壁套管，黏滞系数较小的水泥浆和低刚度的扶正器将有益于提高振动响应幅值。在振动固井作业时，激励频率的选取应该综合考虑振动响应幅值和振动分布。该研究为精确求解固井套管柱系振动响应和振动固井装备参数设计及应用提供了理论依据和技术支撑。

关键词：固井套管柱分离变量法模态叠加法固有频率振动响应

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基于状态空间法的平面圆弧曲梁面外动力学分析

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工程力学 2024年第S01期41卷 89-97页

作者：刘兴喜姚媛徐荣桥浙江理工大学土木工程系浙江杭州310018 浙江理工大学图书馆浙江杭州310018 浙江大学土木工程系浙江杭州310058

该文通过选择广义位移和与其对偶的广义力作为状态变量,建立了平面圆弧曲梁面外动力学问题的状态方程列式,并求解了工程中常见的四种边界条件下圆弧曲梁面外自由振动的频率和模态。利用状态空间列式和辛内积的概念,建立了振动模态关于... 详细信息

该文通过选择广义位移和与其对偶的广义力作为状态变量,建立了平面圆弧曲梁面外动力学问题的状态方程列式,并求解了工程中常见的四种边界条件下圆弧曲梁面外自由振动的频率和模态。利用状态空间列式和辛内积的概念,建立了振动模态关于质量和旋转惯量以及关于刚度的正交关系式。基于建立的振动模态关于质量和旋转惯量的正交关系式,运用模态叠加法得到了非齐次状态方程即面外强迫振动控制方程的解析解,并具体考察了竖向移动荷载作用下圆弧曲梁的动力响应。给出了数值算例,并与已有结果进行了比较,验证了该文方法在进行圆弧曲梁面外自由振动和强迫振动分析时的准确性和可靠性。

关键词：平面圆弧曲梁面外自由振动面外强迫振动状态空间法辛内积模态正交性模态叠加法

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