乘用车排气系统模态分析数值模型研究

在发动机及路面激励下，排气系统振动能量通过吊挂传递至车身，导致车身振动并产生结构声，严重影响到乘用车的NVH性能．主要对乘用车排气系统模态分析数值模型进行研究，对多个模型进行试验相关性分析，得到最合理的排气系统简化数值分析模型．采用该模型对某排气系统进行了模态分析，确定了合适的吊挂位置，降低了车身振动和车内噪声水平．     

内燃机机体动态分析有限元模型的建立

利用有限元技术，建立了内燃机机体动态特性分析模型。通过理论计算得到了机体的模态参数。阐述了利用机体试验模态分析结果，对模型修改的方法，对所建立的有限元模型进行了修改，得到了更为合理、准确的模型。     

碾压混凝土坝诱导缝端应力强度因子计算研究

针对碾压混凝土坝双向间隔诱导缝，提出了更加符合实际的Ⅰ型断裂矩形简化分析模型，与一般的椭圆形简化分析模型进行了对比分析．分别采用基于位移法和J积分的应力强度因子三维有限元计算方法，得到诱导缝断面裂纹尖端的应力强度因子．通过对有限元计算结果分析，论述了两种简化分析模型各自特点及适用性；并且对影响诱导缝应力强度因子的因素进行研究，得出双向间隔诱导缝应力强度因子的回归计算公式．其结论对双向间隔诱导缝断裂设计具有一定的参考价值，同时也为诱导缝断裂性能试验研究提供一定的参照依据．     

深水高桩承台基础地震动水效应数值解析混合算法

针对桥梁深水高桩承台基础—水体耦合动力问题,首先建立了深水高桩承台基础简化数值分析模型,针对桩身,给出了基于水下桩基尺度的桩身动水附加质量解析算法,并计人群桩效应的影响;针对承台,提出了动水附加质量简化有限元计算方法,依靠基于势流体单元的合理的流体动力学数值表达,即考虑了承台真实几何尺寸,又兼顾了其振动周期对承台动水效应的影响,从而得到了地震作用下高桩承台基础地震动水效应数值解析混合算法.以四桩高桩承台试验模型为研究对象,利用该方法进行模态及时程分析,通过与试验及其他数值、解析结果比较,表明本算法与试验及完全数值方法吻合良好,其计算精度与计算效率得到有效改善.该研究对深水高桩承台基础的抗震分析和设计具有参考价值.     

一类二自由度并联机器人的动力学分析

为了准确评价机构动态性能,以模态试验为主要内容,采用LMS动态分析系统时并联机器人进行了动力学试验.通过简化模型的模态分析,对样机进行直接的动态性能评估,获得该时变机构的模态参数变换规律.同时分析了该机构在典型位姿处的整体模型的模态,得到影响动平台精度的关键模态,确认了需要改进的结构参数.试验结果可用于改善机构的动力学性能.通过对比分析验证了本研究中提出的试验方法适用于时变模态的试验研究.     

相关性在结构模态分析中的应用与研究

建立了充液管道模型，并进行了有限元模态分析，得到其固有频率以及相应的振型，并通过锤击试验得到试验模态频率及振型，对计算模态和试验模态进行振型相关性分析，验证了管道有限元模型，为充液管道动态设计提供依据。     

三层空间框架结构的振动研究

对一个简化的三层空间框架钢结构进行强迫振动试验,得到结构的低阶自振特性;同时对该三层空间框架结构进行有限元分析,通过模态分析模拟得到该结构的低阶自振特性;数值模态分析的低阶结果与实验结果相比较,有良好的一致性,说明计算模型可靠;利用有限元法模拟该空间框架结构的高阶自振特性,为框架结构的建筑或厂房的自振频率的计算提供实验依据和有限元分析依据。     

结构电磁TMD控制振动台模型试验的数值模拟

通过运用有限单元法的静力凝聚法，对钢结构模型振动台试验进行了模拟计算，建立了简化分析模型，在此基础上，进一步讨论了装有高频电磁耗能TMD装置后钢结构模型和减震分析模型的变化与形成方法，通过结构自振频率和动力响应的分析对比表明：计算结果与试验实测结果相符合，说明建议的简化分析模型和计算方法是可靠的。     

基于钻柱扭转杆模型的扭矩负反馈减振系统优化设计方法

扭矩负反馈减振是控制和消除钻柱周向粘滑振动较为有效的方法之一。原有的扭矩负反馈减振系统优化设计是在将钻柱系统看作单自由度扭转摆的基础上进行的。针对大位移井中这种简化不合理的问题，通过将钻柱系统简化为连续质量扭转杆，建立了基于钻柱扭转杆模型的扭矩负反馈减振系统分析模型，推导出了其非零虚部极点方程。利用非零虚部极点方程的复数解与模态振动的频率及模态衰减指数间的对应关系，提出了以综合模态减幅系数最小化为目标的新的扭矩负反馈减振系统优化设计方法。数值模拟结果表明，对不适于简化为扭转摆的钻柱系统，采用基于钻柱扭转杆模型的新方法进行设计可以取得相对较好的减振效果。     

基于Hyperview和锤击法的某型轿车排气系统模态分析

利用Hyperview软件分别在自由模态和约束模态两种条件下对某型轿车排气系统进行有限元数值模态和锤击法试验模态分析,介绍了试验模态分析的实验设备以及流程,分析比较两种模态分析结果的差异。结果表明,在自由状态下,数值模态分析和试验模态分析结果基本吻合,仿真模型能准确有效地对排气系统进行模拟计算,而在约束状态下,数值模态和试验模态分析所得到的固有频率差值相对较大,但两种模态振型总体上一致。理论模型可靠,根据模态参数,可为排气系统结构优化确定方向,为排气系统悬挂位置的优化提供了依据。     

发动机支架安装凸台的断裂故障诊断分析

针对发动机发电机支架安装凸台及连接螺栓常出现的断裂失效问题,提出一种仿真分析与实验结合的诊断方法.首先建立了包含发电机和空压机模型的支架有限元模型,并进行了约束模态分析,进而针对缸体局部和电机支架进行了螺栓预紧应力分析.最后,对发电机和空压机进行了动平衡测试.仿真与试验结果表明:发动机运行期间,连接区域松脱可能是造成失效的重要原因.采用该诊断方法解决了失效问题.     

螺栓联接的有限元建模方法研究

对螺栓联接的有限元建模方法进行研究和评估.以螺栓-法兰联接为例，基于有限元分析软件ANSYS，建立了3种螺栓联接的有限元模型，即实体螺栓联接模型、梁单元联接模型和刚性单元联接模型.模态试验和应力分析表明，实体螺栓联接模型和梁单元联接模型具有广泛的适用性，可准确分析螺栓联接结构的静态特性和动态特性.相比实体螺栓联接模型，梁单元联接模型在保留了关键细节的同时提高了建模和计算效率.刚性单元联接模型不能模拟螺栓预紧和接触，只适用于模态分析.试验和仿真均表明，螺栓预紧力的大小对结构模态影响很小.仿真表明，螺栓联接表现出复杂的非线性特性，如应力的非线性变化、法兰之间接触状态的变化、螺栓总拉力的非线性变化等.      

过滤器连接螺栓断裂失效分析

某防喷器油路过滤器SCM435连接螺栓在使用过程中发生断裂,造成过滤器无法正常工作。为查找连接螺栓失效原因,采用金相显微镜、拉伸试验机、冲击试验机、显微硬度计、扫描电子显微镜和能谱仪等测试手段,研究了断裂和未断裂螺栓的显微组织、化学成分、硬度、力学性能和断口形貌。结果表明：断裂和未断裂螺栓的组织均为回火索氏体和铁素体,断裂螺栓夹杂物较多,碳含量偏高,断裂螺栓的硬度和力学性能均低于未断裂螺栓。断裂螺栓断口在平行和斜45°角的两个断面,表现为韧性断裂和脆性断裂的混合断裂形式,断裂源起源于内部。可见断裂螺栓是由于内部的碳化物等脆性相的不均匀分布,在持续外力作用下,优先形成裂纹源,随着裂纹的扩展而导致螺栓最终断裂。     

橡胶板式支座锚栓超低周疲劳断裂分析

为研究螺栓球节点橡胶板式支座中锚栓在灾难地震中受弯剪发生超低周疲劳的断裂问题，依国家现行规规范设计并制作了橡胶板式支座模型，采用双向加载法对其进行了大位移超低周疲劳试验，得到了四根锚栓的超低周疲劳破坏形态。并从宏、微观角度对锚栓断口进行了分析。结果表明：在往复荷载下，锚栓发生无明显塑性变形的较突然性断裂，为超低周破坏形态，其断口存在疲劳源区、扩展区和瞬断区等典型的疲劳断裂特征，且不同位置锚栓的受力方向和裂纹起裂时间、扩展速率均不同；同一锚栓断口上韧性断裂与脆性断裂特征并存，但总体均表现为偏脆性断裂。     

工作模态分析方法的应用研究

在供水管道系统中,管道系统的振动是噪声污染的主要原因,有必要对管道系统的动态特性进行深入地研究．本文对管道系统实验模型进行工作模态分析,利用带阻滤波技术对含有谐波的响应信号进行预处理,使信号满足白噪声激励条件,生成ODS FRF函数,并拟合得到系统的工作模态参数和振型．与试验模态分析结果相对比,并经实例分析,证实了该工作模态分析理论与方法的可行性,可以为供水系统的减振降噪及改造研究提供可靠的依据．     

复合材料损伤与断裂力学研究

对纤维增强聚合物基复合材料进行了损伤与断裂力学分析,建立了材料的模型,采用基体横向裂纹的剪切迟滞分析获得较好的基体开裂的定量分析结果;采用边界配置法计算各向异性材料裂纹体的应力强度因子,建立裂纹的扩展判据,并对纤维断裂进行了弹性分析.针对玻璃纤维/酚醛复合材料层板进行了理论和实验分析,得到材质裂纹密度与刚度退化的相关曲线,实验结果验证了理论分析结果的正确性;得到应力强度因子S随裂纹尺度的变化曲线和对纤维断裂和脱胶引起的刚度退化的计算结果.     

载重车轮动态弯曲疲劳试验用高强螺栓的断裂分析

载重车轮下线后一般需要进行动态弯曲疲劳试验。但连接车轮和弯曲疲劳试验机加载轴所使用的高强度螺栓在试验过程中出现了早期断裂的现象。通过宏观检验、断口分析、硬度测试和金相分析等方法对失效螺栓进行分析,确定了其断裂的主要原因为热处理不良、内部组织不良、外表面脆性大和循环作用力大于疲劳许用应力。通过对高强螺栓原材料的检验,并调整热处理工艺,在后续的试验过程中未出现螺栓断裂的情况。     

螺栓连接纵向安装边机匣的有限元分析与优化

针对航空发动机螺栓连接纵向安装边机匣的结构特点,运用有限元优化设计方法,建立了螺栓连接纵向安装边机匣的有限元计算模型,利用有限元软件进行了应力分析与模态分析,获得了螺栓连接纵向安装边机匣的最大等效应力和前4阶固有频率以及相应的振型,并对纵向安装边的几何参数进行了应力灵敏度分析和动态特性灵敏度分析。在此基础之上,确定了纵向安装边主要设计参数的变化对结构最大等效应力和低阶固有频率的影响规律。通过修改设计参数对螺栓连接纵向安装边机匣结构进行优化,提高了结构强度和动态性能,为螺栓连接带纵向安装边机匣设计提供了依据。     

螺栓球节点中高强度螺栓的超低周疲劳破坏特征

为研究大震下网格结构螺栓球节点的破坏特征及机理，设计了杆件与螺栓球节点组合试件，采用FCS电液伺服结构试验系统对试件进行低周往复加载试验，加载制度为不对成等幅加载，获得了不同幅值加载下试件中高强度螺栓的变形特征。通过对高强螺栓断口的宏、微观分析探讨螺栓球节点中高强度螺栓低周疲劳破坏特征及机理，获得以下结论：随着加载制度中位移幅值增大，螺栓球节点组合试件中高强度螺栓的疲劳寿命减小，断口的疲劳源增加，扩展区面积减小，瞬断区表面不平整性程度提高；在较低位移幅值的加载制度下，螺栓的起裂机理偏向脆性断裂，随着加载制度位移幅值增大高强度螺栓的起裂机理由脆性断裂向准解理断裂转变，螺栓断口的瞬断区呈现偏向韧性断裂的特征。     

厚锚固板支护理论在三沟鑫都煤矿的实践研究

依据两帮松软破碎的特征,选择厚锚固板理论方法确定了三沟鑫都煤矿条件下首采工作面开切眼的锚固强度、锚杆间排距、锚杆长度、锚固长度等支护参数,并对成巷至工作面安装期间的围岩变形进行了现场实测,结果表明,依据厚锚固板理论确定的破碎两帮条件下的锚固支护方案是合理的。