移频技术在子结构低阶主模态截断中的应用

提出固定界面模态综合法中子结构低阶主模态的截断方法.对子结构自由振动微分方程做移频处理,采用包含惯性力影响因素的子结构准静力模态进行坐标变换,降低了子结构低阶主模态对系统中频段模态的贡献,实现了子结构低阶主模态截断.采用该方法分析某白车身有限元模型160～190 Hz的动态响应特性.结果表明:引入移频技术后,相比传统固定界面模态综合法,子结构保留的主模态数量从之前的1 836阶下降至297阶,计算时间减少27.7％,说明该方法能有效提高复杂结构中频段动态响应计算效率.     

复杂工况下土-结构体系的混合约束模态法

基于动态子结构法的原理,提出了线性-非线性混合约束模态综合法,对复杂工况下的二维地基土-箱型基础-上部剪力墙结构相互作用的非线性动力问题进行分析研究。复杂工况包含了一致黏弹性边界问题和基础与周边土体的高度非线性接触问题。依据土-结构相互作用体系存在局部非线性的特性,将体系划分为若干个线性和非线性子结构。在动力时程分析中对所有非线性子结构利用自编二次开发程序逐步提取等效特性矩阵,再与经势能判据截断准则减缩过的其他线性子结构组合后进行模态综合处理,推导出含有接触关系的子结构方程与含有一致黏弹性边界的子结构方程,最后形成复杂工况下含有各个子结构的模态综合方程。分析结果表明,混合约束模态综合法与ANSYS直接计算法求得的位移、速度、加速度、水平剪力、弯矩、层间位移角动态响应时程曲线吻合良好,证明线性-非线性混合约束模态综合法是求解复杂工况下的土-结构动力相互作用问题的有效可行方法。     

120T/H沸腾冷却床结构的动特性分析

本文采用连接子结构固定界面模态综合法计算了１２０ Ｔ／ Ｈ 沸腾冷却床的动态特性。通过计算结果分析,提出冷却床改造设计初步方案。     

框筒结构考虑楼板变形动力特性的模态综合分析

本文研究楼板变形的钢筋砼砼框筒结构的动力特性，采用空间杆，薄板力学模型，将空间整体结构离散为空间质点系，运用二级子结构固定界面模态综合法和静凝聚技术，对考虑楼板变形的框筒结构的动力特性进行了分析并自编一套程序，使规模较大的计算过程在微机上实现。     

基于减缩模型的硬涂层-失谐整体叶盘动力学分析

提出一种对叶片涂敷硬涂层的阻尼减振方法，并以涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层的失谐整体叶盘为实例进行有效性研究.首先，利用改进的固定界面子结构模态综合法对涂敷硬涂层的失谐整体叶盘的有限元模型进行减缩，并求解其振动特性.其次，研究了硬涂层对失谐整体叶盘振动特性的影响.最后，重点分析了硬涂层厚度对失谐整体叶盘阻尼性能的影响.结果表明，硬涂层对固有频率的影响微弱，但有较强的阻尼效应，能够显著抑制失谐整体叶盘的共振响应.     

结构动态分析的混合界面模态综合法

本文提出了结构动态分析的混合界面模态综合法.该法吸取了单纯的自由界面法或固定界面法优点,将子结构处于系统主振动时的位移以混合界面弹性保留主模态、混合界面剩余模态、混合界面约束模态及与其相应的模态坐标表示,用对接边界上对接力平衡和对接位移协调条件消除各子结构模态坐标中不独立坐标后再综合系统动态特性。该法动力学原理为,将系统分解成μ个子结构,子结构间界面坐标部分自由,部分固定。用~α{x_2}、~α{x_A}、~α{x_B}分别表示第α个子结构的界内坐标、自由界面坐标和固定界面坐标,则α的模态分析方程为:     

基于子结构模态综合法的重型牵引车优化设计

以某重型牵引车为研究对象,采用子结构建模法,建立了包含各悬挂部件和负载的缩减整车动力学仿真模型.分析了该模型的固有特性,并与传统建模方法建立的整车模型的固有特性结果进行对比,验证了该模型的正确性.利用子结构模态综合法,研究了整车的动力学响应,并与实车实验测试结果进行对比.结合六西格玛优化设计理论,对重型牵引车进行稳健性优化.结果表明:所提的动力学仿真模型能有效模拟整车的动力学特性;重型牵引车在满足设计寿命的前提下,系统的抗干扰能力得到了提升,并且实现了整车的轻量化.     

线性-非线性混合的约束模态综合法及实践

为提高大型复杂结构体系非线性动力问题的计算效率,根据结构存在局部塑性区域的特点,提出了线性-非线性混合的约束模态综合法.对于荷载作用下整体体系中不易进入非线性阶段的部件,将其划分为线性子结构,而将进入塑性变形阶段的局部部件独立划分为非线性子结构,通过坐标变换来缩减线性子结构的自由度,并最终与非线性子结构进行综合求解.使得在降低计算成本的同时,又能够合理地对结构的材料非线性特征加以考虑,是求解大型复杂结构非线性动力问题的有效方法.同时,针对约束模态综合法还提出了基于势能判据的截断准则,利用势能判据的收敛性得出了子结构主模态最佳截断阶数.最后,将该方法及势能判据截断准则应用到高层建筑-地基土非线性地震响应分析问题中,与有限元直接法的对比结果表明,所提出的方法具有更高的计算效率和求解精度,而基于势能判据的截断准则对于混合的约束模态综合法也十分有效.     

罗茨鼓风机模态综合法动态特性分析

基于有限元模态综合方法分析了罗茨鼓风机整体动态特性,推导了子结构固定界面模态综合计算公式。以SSR125H型三叶转子罗茨鼓风机为例,采用SolidWorks软件绘制子结构与整机实体模型,建立了ANSYS四面体单元模型,通过数值仿真得到了固有频率与固有振型。通过整机模态分析,能够全面了解风机的动态特性,预知结构设计的薄弱环节,为减振降噪与结构改型提供理论依据。     

装配式桥梁模态综合法的误差研究

模态综合法应用于装配式桥梁结构振动分析的主要问题，是在将子结构坐标缩聚为模态广义坐标的过程中，如何选取适当数目的低阶模态来参与综合。在动力学原理的基础上对装配式桥梁约束模态综合法的误差进行了分析，发现综合模态数量对频率的误差比较敏感，而对模态的误差不太敏感。理论误差分析的公式可以作为子结构结构模态数的选取准则。     

连结子结构在非线性动力学分析中的应用

提出一种由线性连接元和非线性连接元组成的连接子结构,并将这种连接子结构用于自由界面的模态综合技术,利用非线性振动理论的平均方法,求得经模态综合法降维后系统方程的近似解析解,从而将具有连接了结构的自由界面的模态综合技术推广应用到具有局部非线性的复杂结构系统的动力分析,为利用非线性振动理论的平均方法及动力系统理论进一步研究高维非线性动力学系统的振动特性,分岔及混沌行为建立了新的途径,算例表明,该方法具有足够的精度。     

分析模态与实验模态综合技术的若干问题

本文提出了将实验模态分析引入模态综合中,由子结构参数识别结果,结合分析模态的计算,求得整体结构的动力特性,处理大型结构的建模方法。文中针对下列一些问题进行了分析研究。(1)转角模态及剩余模态的测试; (2)剩余质量对综合精度的影响。最后,通过平面框架的实验分析和仿真计算,证实本文所提出的方法的可行性与优点。     

大型发电机冷却器和机座的动态分析

首先概述了计算复杂系统模态参数的动态予结构法的基本原理。然后采用有限元计算与试验模态分析相结合的研究方法,分析了发电机主要部件的有机玻璃结构模型的动态特性,以确定发电机结构的合理的离散化数学模型。最后据此按照设计图纸研究了发电机结构原型的动态特性,并进而论证了发电机结构设计的可靠性。     

层间隔震结构减震机理的数值模拟分析

以振动台试验模型为背景,隔震垫采用铅芯橡胶隔震支座双线性滞回阻尼和粘滞阻尼的粘塑性分析模型,隔震层采用粘塑性分析模型,建立层间隔震结构的动力运动方程.同时,使用有限元分析软件ANSYS对该试验模型进行非线性有限元动力分析,获得层间隔震结构在地震动下的响应.分析结果表明,隔震层位置越低,隔震效果越好.随着隔震层设置位置下移,层间隔震体系在结构动力特性上体现为前两阶模态质量参与系数的比例发生变化.在中间层隔震区域,隔震层上部子结构反应基本上由一阶振型决定,而下部子结构反应却以二阶振型为主.隔震层上部子结构层间位移较稳定,可以近似为平动;下部子结构层间位移呈现抛物线状,且下部结构最大层间位移常出现在下部结构的中间位置.     

用动力吸振器降低车辆内部的振动噪声

提出了一种大型复杂结构动力吸震器设计的高效方法，首先建立了车辆结构和车内声场的有限元模型，用声－固耦合的模态综合法预估了车内声场的声压级，之后，设计了一个动力吸振器，该吸振器安装在车结构的某一个子结构上，结果表明，该吸振器能够很有效地抑制整个车辆结构的振动，从而使车辆内部的噪声水平显降低，而且与实际测试结果也是一致的。     

双协调动态子结构法及其在曲轴飞轮系统模态参数计算中的应用

简要论述了双协调动态子结构法的动力学原理,并以Q485柴油机的曲轴飞轮系统为研究对象计算了系统扭转振动的模态参数。对BCDSP双协调动态子结构计算程序进行了重要修改,使其能有效地适用于小型计算机或微机。为了比较,对整体结构还用有限元法和试验模态分析识别模态参数,与本法所得结果相吻合。     

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。