冷却床模型的动态特性研究

本文采用连接子结构固定界面模态综合技术求解冷却床模型的动态特性．文中根据实际结构的特点，在固定界面法中，对某些转角自由度作了“松驰处理”．实验与ＳＡＰ５两方面考核结果表明：有限元建模正确，算法的效率和所编程序的精度均令人满意     

卫星振动频率漂移现象与非线性参数识别

针对卫星振动实验中的频率漂移现象进行了分析.通过实验数据对比、等效线性化模拟和单自由度非线性模拟计算,对随振动实验载荷烈度增加而导致的频率降低、模态阻尼增大的现象作了定性解释,并对铝蜂窝板的非线性特性进行了振动实验及分析.根据谐波平衡法原理,对各级等效线性系统进行模态参数识别,进一步基于Duffing假设,对非线性刚度、阻尼系数进行了识别,并基于多自由度非线性系统理论进行了仿真检验.证明了实验现象与理论仿真的一致性.     

模态分析中输电铁塔模型的进一步简化

以缩减输电铁塔模型动力自由度为目的,基于静力凝聚技术,在已有研究的基础上,考虑将现有模型的主要动力自由度中的竖向分量凝聚掉,使动力自由度再减缩1/3.将凝聚掉竖向动力自由度的有限元模型称为简化模型,利用MATLAB语言编程,对简化前后输电铁塔结构模型分别进行了模态分析.研究结果表明:简化前后输电铁塔结构模型的整体模态具有良好的一致性,凝聚掉主要动力自由度中的竖向分量,对整体模态分析结果的影响很小.今后在对输电铁塔模型进行模态分析时,可以忽略竖向动力自由度的影响.     

轴承结合部动态参数识别与等效分析模型的研究

针对轴承结合部有限元分析模型参数难以确定的问题,提出了基于模态实验数据的建模方法,分析了球轴承接触变形的特点.利用拉格朗日力学分析原理建立了球轴承装配结构3自由度的动力学方程,依据模态实验测得的固有频率和阻尼比,采用最小二乘法解得单个钢球在接触法线方向上的刚度和阻尼,进而计算得到了轴承结合部在径向、轴向以及转角等3个方向的刚度和阻尼.采用弹簧阻尼单元模拟轴承结合部的结构动力学方程,通过与由拉格朗日力学分析原理建立的动力学模型的对比,来确定弹簧阻尼单元的数值,并建立了轴承结合部有限元分析模型.研究结果表明:在对装配结构有限元进行分析计算时,结构前3阶固有频率及振型与实验测得的振型一致,对应固有频率的相对误差在5%以内.     

环境激励下基础隔震结构时变模态频率的温度效应

基于实测隔震层温度和结构加速度响应数据,分析了环境温度对基础隔震结构模态频率的影响规律.首先,采用小波变换方法识别了基础隔震结构时变模态频率;然后,分别采用单自由度简化模型和双自由度简化模型推导了环境温度对基础隔震结构模态频率的影响机理,对基础隔震结构模态频率与隔震层温度进行了相关性分析,提出温度对模态频率的影响系数,量化了隔震层温度对隔震结构模态频率的影响,并结合隔震支座温度相关性试验,对相关性分析结果进行了验证;最后,通过参数回归分析,提出模态频率与温度的相关性模型,并给出了温度对基础隔震结构模态频率的影响系数曲线.结果表明,实测温度影响系数曲线与隔震支座温度相关性试验结果表现出较好的一致性,可为基础隔震结构的性能评估提供可靠依据.     

模态综合法在结构动力修改中应用

模态综合法在大型复杂结构动力分析中有着广泛的应用,它能有效地减少结构的计算自由度.结构动力修改作为结构动态设计,简化设计分析过程,在工程中越来越受到重视.本文针对大型结构动力修改的复杂性,应用模态综合技术来缩减结构的自由度.为简化计算,在模态坐标模型中进行动力修改,提出结构动力修改的子结构方法,结合结构物理参数灵敏度分析,为工程结构动态设计的重分析、再设计提供一有效的实用方法.     

基于不完备模态测试信息的结构损伤识别方法研究

测试信息不完备、测量噪声等因素是制约结构损伤识别方法应用的主要难点.为此首先采用部分测点的实测模态振型数据和未测点的有限元模型模态振型数据构造出完整的模态振型.其次,建立了一种适合梁系和杆系结构的基于不完备测试信息的损伤识别方程,并采用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘算法进行了方程的求解.由于采用的是标量损伤模型,该方法可以同时进行结构的损伤定位和定量研究.最后,用一个平面桁架模型进行了数值模拟,重点考查了实测自由度数、模态数、测试噪声对损伤识别结果的影响.研究表明,在测试数据不完备及一定噪声水平条件下,该方法仍有较好的损伤识别能力.     

基于横向载荷转移量的客车侧倾稳定性分析

针对客车侧倾稳定性问题,建立了基于横向载荷转移七自由度动力学模型,并根据所获得实车试验数据验证了所构建模型的合理性.根据所构建的具有横向载荷转移七自由度动力学模型进行了不同车速下转向盘转角阶跃仿真,分析客车结构参数和车速对其侧翻稳定性的影响.仿真结果表明:客车后轮驱动轴为侧倾稳定性的危险车轴,当车速过高或前轮转角过大时,后轴首先离地.增大各轴轮距、降低簧上质量质心高度、提高客车悬架侧倾刚度,能够有效的提高客车的侧倾稳定性.     

基于单自由度共振反应的模态质量计算方法

基于单自由度在简谐荷载下的共振响应结果反算单质点质量的思想,提出一种计算多自由度结构体系模态质量的方法,并利用MIDAS有限元软件求得模型模态质量,解决若干有限元软件不能直接提取模态质量的问题.模态质量原始公式计算结果与仿真实验结果的对比分析表明,该方法计算数值误差均小于5%,计算结果可以满足计算精度要求.     

三维空间数据点边界快速查找算法设计与实现

利用三维数据点对原始模型进行曲面重建时,快速查找边界点并拟合出边界边是曲面重建的重要环节。提出一种基于K近邻的三维空间数据点边界快速搜索算法,该方法首先找出所有空间数据点的K近邻,并对被测点区域进行八分,判断其任意相邻的2个区域是否有数据点,提高了边界点的查找精度;介绍了基于实验的数据点空洞半径的计算方法,详细说明了算法的设计步骤,给出了算法的运行结果,并对结果进行了比较分析;采用基于K近邻的新八分法查找边界点,对算法进行了改进,使其精确性优于原始四分法,使运算时间优于原始八分法。实验证明该算法边界提取精度较高、运行速度较快,尤其是在凹陷程度较大区域,能更精确地描绘出原始模型的轮廓,为边界曲线拟合提供了优质的边界点数据。     

框架-剪力墙结构分析的高精度平面矩形单元

从双线性矩形单元出发,通过广义协调条件和连续介质力学中关于旋转度概念,同时引入含两个内部参数的泡状位移场,推导出含转角自由度的平面矩形单元的形函数及单元刚度矩阵,并进行算例分析.结果表明,把带转角自由度的矩形平面单元用于框架-剪力墙结构分析,在不增加单元自由度的情况下大大改善了单元的性能,单元列式简单,保证收敛,可以自然地解决框架-剪力墙结构的连接问题,还能获得很高的精度,而且能为平板壳结构分析提供有效的膜元.     

串联机器人手臂末杆自由度的一种求法

串联机器人手臂的末端构件在空间中最多有6个自由度.在螺旋理论和运动输出矩阵的基础上,提出了又一种能够便捷地计算串联机器人手臂末杆构件自由度数目的方法,该方法为研究并联机器人打下了良好的基础.     

确定平面机构自由度的新方法──逐次设定连架杆法

由机构具有确定运动的条件出发，分析了运动副对构件轨迹的约束情况，得出机构具有确定相对运动的必要条件：（１）在运动过程中相连接两构件运动副处的轨迹应相同；（２）相连接两构件上的点的相对运动要满足运动副对构件的约束条件，提出了逐次设定连架杆法，以不满足必要条件前所设定的连架杆数来确定机构的自由度数。其特点是可以不考虑机构是否存在局部自由度、复合铰链、虚约束和公共约束，就能确定机构的自由度。     

基于OpenGL的弧焊机器人仿真设计

通过对弧焊机器人仿真系统的设计和分析,阐述在VC++.NET开发平台上利用OpenGL技术建立三维仿真系统的理论及方法.建立了5自由度弧焊机器人的运动学模型,提供了模型正、逆运算,实现了机器人的三维实时仿真.试验结果表明,该系统操作界面友好,取得良好的仿真效果.     

基于显式Wilson-θ法的动载荷识别研究

推导出多自由度动力学方程的Wilson-θ数值算法显式表达形式,进而提出了一种显式Wilson-θ 的动载荷识别算法.该算法避免了Wilson-θ算法的隐式迭代形式的迭代误差,在拥有显式算法特性的同时具备隐式算法的特性.当θ取合适的值时,该算法是无条件稳定的.通过悬臂梁的算例和实验对算法的识别效果进行了验证,并与传统的状态空间法的识别结果进行了对比.结果表明:该算法不仅能够对矩形载荷、谐波载荷和随机载荷进行准确地识别,并且比状态空间法的识别精度更高.     

三自由度混合磁悬浮轴承耦合特性

介绍了三自由度永磁和励磁混合磁轴承基本结构和悬浮力产生的工作原理；用等效磁路法对永磁和励磁混合磁轴承的磁路进行了分析，得出了悬浮力数学表达式；利用Matlab对磁轴承各自由度之间运动、磁路之间的耦合特性进行了计算分析，给出了三维网格图。理论分析表明各自由度在平衡位置附近时，运动之间没有耦合；各自由度控制磁通是相互独立的，磁路之间不存在耦合。试验表明：在不考虑运动、磁路耦合情况下，采用分散独立的PID控制方法，实现了磁轴承稳定工作，并且满足磁轴承性能控制要求。     

随机荷载下索梁结构拉索参数振动分析

采用拉索参数振动和索-梁-塔相互振动的有限元方法,以1993年Fujino进行的索梁结构试验模型为对象,进行随机荷载下拉索参数振动计算和分析.结果表明,当随机荷载强度达到一定水平时拉索发生参数振动,横向振动位移远高于主梁位移;三自由度的理论解析法只适用于主梁竖向一阶频率与拉索横向一阶频率之比为2∶1的索梁结构,对于主梁竖向二阶频率与拉索横向一阶频率之比为2∶1的索梁结构,该方法求得的主梁竖向位移偏小.     

直梁在纵横弯曲耦合振动的动力响应

考察纵横弯曲下直梁的强迫振动的运动方程，利用动响应分析中主振型的正交性，将微分方程解耦合，把多自由度系统转化为单自由度系统的模态响应问题，再将各个模态的响应叠加得到原系统的动力响应，即运动微分方程的解．     

一类求解Stokes方程的二阶混合元格式

本文利用增加高阶项的技巧,通过对一些Ｃ０类三角形单元的修正,构造了一类求解Ｓｔｏｋｅｓ问题的二阶混合元格式。它具有一般性,自由度比以往的格式少等优点。其结论对Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ问题亦适用。     

带旋转自由度的四边形平板壳单元

基于Kirchhoff假设,运用广义协调技术,将线位移和转角位移相互独立的位移场引入面内旋转自由度,构造出任意四边形4节点24自由度的平板壳单元;运用U.L.列式,建立了该单元的切线刚度矩阵.算例表明,该单元在板壳结构几何非线性分析中具有良好的精度,且能很好地解决梁单元和板壳单元的连接过渡问题.