薄膜充气梁模态分析方法及特性研究

薄膜结构模态特性是研究其动力性能的基础,本文首先根据柔性薄膜结构受力特点,考虑大变形、初始预应力刚化几何非线性效应,通过小杨氏模量法找形分析得到平衡形态,继承其位形与初始平衡应力,然后采用分块兰索斯法对薄膜充气梁模态进行数值计算分析,考察了影响薄膜充气梁模态特性的主要因素：压力、薄膜厚度、管径（长细比）。提出薄膜结构湿模态概念,考虑外流场对薄膜充气梁的耦合作用,分别采用拟密度法和流固耦合法计算了薄膜充气梁的湿模态,通过与干模态的比较验证了外流场对薄膜充气梁的耦合效应。     

薄膜充气梁有限元分析方法与结构特性研究

文章采用3种数值计算模型对薄膜充气梁进行分析研究.首先基于铁木辛柯梁线弹性分析理论,考虑充气压力效应,推导薄膜充气梁非对称单元刚度矩阵,采用稀疏矩阵存储,应用共轭梯度法求解有限元平衡方程,并用VC编程实现;然后提出了分别采用壳单元和预应力薄膜单元的非线性有限元分析模型,并给出了基于ANSYS的数值分析过程与方法;通过对...     

柔性飞艇主气囊干湿模态分析与影响因素

为了掌握柔性飞艇无约束状态下的模态特性,以25m平流层验证飞艇为基本分析对象,对其自振特性进行研究.根据充气膜结构的力学特点,基于柔性飞艇主气囊初始形状,通过充气压力静力非线性分析得到充气平衡形态位形和应力,利用兰索斯法进行模态数值分析.分析表明,影响柔性飞艇模态特性的主要因素为:壳单元与膜单元模型、拼接缝、不均匀质量分布、内外压差、尺寸、飞艇周围空气附加质量,且最后三者为重要影响因素;壳单元和膜单元模型频率相近且振型一致.对柔性平流层飞艇结构设计具有参考价值.     

提高金属结构动态应力计算精度的方法研究

复杂结构动态应力的精确计算是一个始终没有解决的问题,严重的影响了结构的疲劳寿命预估.采用位移模态叠加法的思路,将应力表示成模态应力的叠加形式,然后采用基于模态叠加理论的虚拟激励法,直接求得随机振动环境下动态应力的响应功率谱.这种方法的优点是避免了常规有限元法计算结构动态应力时必须对单元形函数求导的做法,并考虑了模态间的耦合效应.计算结果表明,采用本方法计算结构动态应力相较常规有限元方法将会得到更好的计算精度.     

微梁谐振器高阶振动时的挤压薄膜阻尼效应

研究了在微梁谐振器结构中，梁作高阶振动时挤压气体薄膜的阻尼效应．采用无量纲化法、模态分析法和摄动法对可压缩雷诺方程进行线性化，求得在空气压力和外加电载荷激励作用下梁振动的共振频率变化比和品质因子等动力特性的变化情况．结果显示这些特性参数都可以用两个与梁的尺寸有关的无量纲参数表示。     

钝体结构倒U形梁气动特性试验和数值研究

为了探索有效的钝体结构气动特性三维数值分析方法,对钝体结构倒U形梁的气动特性进行了风洞试验和数值模拟研究.通过风洞试验得到与结构气动特性相关的气动力系数和颤振导数.利用二维或三维模型分别对结构的气动特性进行了数值模拟研究,并计算了相关的气动参数.计算过程中基于分块迭代耦合方法考虑流体-固体耦合效应,利用自编程序结合CFX软件实现不同物理场间的数据交换和传递,采用快速有效的网格移动控制算法处理移动边界问题.风洞试验测量和数值计算中均考虑了湍流效应,其中数值计算应用了k-ω剪切应力输运模型和分离涡模型.通过风洞试验测量与数值模拟研究可以发现,钝体结构倒U形梁的气动稳定性较差.对气动参数的计算结果表明,本文的三维数值计算方法可以有效地获取钝体结构的气动参数,在风工程领域具有重要应用价值.     

基于动力特性的简支U形梁的模态识别

基于自然激励技术(NExT)和ITD法的基本理论,采用环境激励的动力测试方法和基于S变换的滤波技术,对实验室3根1∶10缩尺比例的预应力混凝土U形梁进行了动力测试试验.通过提取分析模态参数,从模态识别的角度分析了采样频率、主梁腹板翼缘损伤、外荷载的激励对U形梁动力特性的影响.     

内外流共同作用下管道的振动特性分析

本文通过两端弹性支承的圆管受内外流共同作用的模型，推导了管道与流体间的耦合振动方程，并采用Ｇａｌｅｒｋｉｎ模态叠加法对管道的动态特性进行了分析，结合文献中的实验进行了计算，并对其实验结果进行了讨论。     

考虑温度与时变因素耦合的混凝土桥梁增量分析方法

为了准确掌握在材料时变特性因素(如混凝土弹性模量、收缩徐变、预应力钢筋松弛等)与温度变化耦合作用下混凝土桥梁施工期及运营期结构效应变化历史,基于时间序列划分,采用增量形式的虚功平衡方程,推导考虑温度变化与材料时变因素耦合的有限元求解方程;结合具体时变函数表达,建立考虑温度耦合作用时混凝土时变弹性模量修正公式及时间增量步内一维梁单元计入时变因素影响的杆端荷载项表达式。结合实际工程,采用所提出的计算方法进行编程计算,将考虑温度耦合作用的计算结果与不考虑温度耦合作用的计算结果及实测结果进行对比分析。研究结果表明:考虑温度耦合作用的长期挠度计算结果与实测结果更接近,说明考虑温度与时变特性耦合效应的增量分析计算方法能有效提高混凝土桥梁计算分析的准确性和可靠性。     

体外预应力梁动力特性的分析方法

以体外预应力简支梁为例，讨论了预应力梁的振动过程中预加力的变化情况，建立了梁的受力模型，导出了预应力梁横向弯曲振动的微分方程．采用模态摄动法，得出求解预应力梁的动力特性的近似求解方法．通过算例结果和实验数据的比较，验证了算法的准确性．     

柴油机机体声辐射模态特性分析

本文首先从结构振动模态理论的角度，论述了结构振动与声辐射之间的基本耦合关系，提出了结构声辐射模态的有关理论，用结构的声辐射模态参数来表征结构本身的固有声辐射特性。然后将该理论应用于柴油机机体的声辐射特性分析。利用有限元技术，建立了柴油机机体的动力学模型，并经过理论计算得到机体的模态参数。在此基础上，应用文中提出的声辐射模态理论，对机体进行了声辐射模态参数计算，获得了柴油机机体的声辐射特性，从而为机体的低噪声设计提供了依据     

柴油机缸体振动的模态分析和改进设计

首先概述了试验模态分析的基本原理,然后对柴油机缸体进行试验模态分析,建立了缸体的离散化数学模型,并运用振型叠加原理计算了缸体实际工况下的阻尼动态响应,最后据此对缸体进行了改进设计,并取得了满意的结果。     

Some Modal Relations and Generalized Velocity Method in State Space

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｍｏｄｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｎｒｅａｌｍｏｄｅｔｈｅｏｒｙｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｇｏｏｄｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｏｖｅｒｍｏｄｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｐｐｒｏａｃｈｅｓ[1,2].Ｍｏｔｉｖａｔｅｄｂｙｓｉｍｉｌａｒｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ,ｓｏｍｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｈａｖｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｃｏｍｐｌｅｘｍｏｄｅｖｅｌｏｃｉｔｙｍｅｔｈｏｄ(ＣＭＶＭｏｒＧＶＭ)ｉｎｓｔａｔｅｓｐａｃｅ[3,4].Ｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｍｏｄ…     

采用应变模态柔度曲率差识别结构损伤

用随机子空间法从结构的响应信号中提取模态参数,构建模态柔度曲率差MFC进行损伤识别.通过简支梁线单元模型仿真算例,对比了位移模态与应变模态识别损伤的效果,并由实体单元模型仿真算例考察了应变信号采集位置对损伤识别效果的影响.结果表明,应变模态应用于损伤识别在抵抗噪声方面优于位移模态,但应变信号的测点需要靠近损伤的位置.     

实验应变模态分析原理和方法

在复杂结构的动态设计中，应变测量和应力计算是分析结构在动载下进行强度 设计和疲劳寿命估算的关键。文章给出了预测振动应交响应的模态模型；并从这一基本 模型出发，系统阐明了应变传递函数的构成特点，测试方案以及模态参数识别的４种方 法。模态模型及各参数一经确定，便可用以计算任意载荷条件下的应交响应，应力响应 也就可以计算。     

连续梁桥模态分析与试验

为了研究弹性基础上连续梁的振动特性，提出了连续梁桥墩的振型函数表达式。对室内连续梁桥模型进行静力试验和模态试验，并与有限元模型对比分析，研究了连续梁桥在纵桥向和横桥向的自振特性。结果表明：考虑上下部结构共同作用时，连续梁桥的低阶振动形式主要表现为桥墩的弯曲振动，试验测得的频率和由理论振型函数计算的结果误差不超过6％；说明该桥墩振型函数可以较好地应用于连续梁桥的动力计算中；这种方法可以为此类桥梁的动力和抗震分析提供参考。     

基于相关函数的振动结构工作模态参数识别方法

把工作模态参数识别方法中的NEXT法发展为直接利用振动结构的加速度响应信号即可进行结构参数辨识的方法，理论上推导了振动结构相对于速度、加速度信号的脉冲响应函数，以及振动结构加速度响应信号间的相关函数，证明振动结构加速度响应信号间的相关函数与加速度信号的脉冲响应函数具有相同形式的表达式．另外以无约束等截面梁为例，利用梁振动的加速度响应信号间的相关函数作为梁的加速度信号的脉冲响应函数，采用特征系统实现法进行梁的工作模态参数识别，其结果与梁的理论参数值及频域法和利用脉动响应函数的特征系统实现法的识别结果进行了比较，结果表明工作模态识别方法在识别振动结构固有频率方面具有较高的精度．     

不确定参数结构系统反馈控制及其模态分析

研究了具有不确定参数结构系统的特性,把结构具有不确定性参数的理论与有限元方法结合起来,给出了抑制系统振动的控制规律;基于矩阵摄动法利用模态理论分析了不确定参数对结构系统的影响,提出了一种分析具有不确定参数系统稳定性的方法．给出了计算具有不确定参数系统模态阻尼的上下界．计算实例说明该方法是有效的。