基于有限元模型的结构动力修改程序开发

在对模态参数灵敏度和结构动力修改进行理论分析的基础上,根据工程需要,采用FOR-TRAN语言开发了结构动力修改程序,该程序采用模态法和统一迭代法进行模态参数灵敏度计算,同时,采用二次规划算法和遗传算法进行动力修改逆问题求解。目前该程序可完成复杂结构模态参数的灵敏度分析及动力修改,具有较大的实际意义和应用价值。     

逐个加入初始向量的Ritz向量法

本文综合了子空间迭代法和 Ritz 向量法的优点,采用多个初始向量逐个加入迭代的方式,提出了一种计算大型结构部分模态的改进方法.该法仍保持单个向量反选代的特点,在计算量上与 Ritz 向量法相同,而比子空间迭代法少得多,精度也不低于子空间迭代法.由于在理论上保证对重特征值的收钦性,因此在相同的迭代次数下,本法的精度优于一般的 Ritz 向量法和 Lanczos 法.     

计算模态响应灵敏度的两种方法比较

 从结构强迫振动的有限元方程出发,用Newmark 直接积分法和状态空间法两种不同的方法计算出结构的模态响应。进一步用两种方法推导了模态响应对结构物理参数(如单元杨氏模量)的灵敏度。计算了模态位移、速度和加速度响应对单元杨氏模量的灵敏度,并且对这两种方法的计算效率和精度进行了比较。计算结果表明两者精度相当,但状态空间法所需要的计算计时要少,比Newmark法具有较高的计算效率。因此,状态空间法更适合用于正问题分析中结构动态响应的计算。     

机械结构局部物理参数的一种识别方法

本文提出了一种基于Kuhar动力聚缩法和对机械结构的实验测试与模态分析,以最小二乘法来识别机械结构局部物理参数的方法,通过例题考证是正确可行的。     

纯电动汽车两挡变速箱齿轮振动噪声仿真分析与优化设计

针对一款新型纯电动汽车变速箱振动噪声大的问题,考虑齿轮传动误差的影响,建立了两挡变速箱仿真模型,对传动系统进行动力学分析.采用分块Lanczos法求解变速箱的模态频率与模态阵型.利用耦合声学边界元的方法,以动力学分析的结果作为激励,求解变速箱的辐射声场,并对变速箱的齿轮进行优化设计,仿真与实验证明优化后的变速箱振动噪声得到了明显的改善.     

设计参数对行星齿轮传动系统模态能量灵敏度的影响

基于矩阵摄动方法研究了设计参数对行星齿轮传动系统模态能量的灵敏度.此处所计及的设计参数包括太阳轮与行星轮、内齿圈与行星轮的啮合刚度、行星轮的支承刚度以及各构件的转动惯量.系统模态能量与系统的振动强度密切相关,高的模态能量预示着当系统受到来自齿轮啮合动载荷激励时将发生较大的振动.采用集中参数法建立了行星齿轮传动系统的动力学模型,并采用矩阵摄动方法对模态能量特征灵敏度问题进行了推导和求解.结合具体实例,分析了各设计参数对系统模态能量的灵敏度,并通过实验验证了一些设计参数选择对系统振动强度的影响.实验结论与理论分析相吻合,在一定程度上验证了设计过程中采用模态能量灵敏度分析法预估参数选择对系统振动强度的影响是可行了.     

解实对称矩阵特征值问题的Lanczos方法

许多理论研究和工程设计都涉及矩阵特征值问题,例如弹性结构的动力分析就需要求解实对称矩阵特征值问题,并且通常要计算高阶矩阵的部分特征值和特征向量。这个问题最常用的解法是逆幂迭代(Inverse Iteration)和同时迭代法(Simaltaneouse Iteration),近年来也开始采用Lanczos方法,自从1950年C.Lanczos提出这个方法之后,近十年来Golub,Wilkinson,Paige,Ojalvo Parlett,Reid等人     

阻尼结构重频特征灵敏度计算的扩展Nelson方法

考虑求解阻尼结构重频特征灵敏度计算问题, 针对传统Nelson方法无法计算重频特征灵敏度的问题, 提出一种新的扩展Nelson方法. 通过构造新的灵敏度特解控制方程, 并证明其系数矩阵的非奇异性, 使其可以计算结构重频复模态振型灵敏度, 扩展了Nelson方法. 该方法保持了传统Nelson方法的优点, 仅利用重频频率对应的模态振型求解, 无需扩大方程求解规模和矩阵重排. 数值实例验证了该方法的有效性.     

机床结构振动模态灵敏度的矩阵摄动分析法

采用矩阵摄动法导出了机床结构振动模态的灵敏度分析方法,并给出了复杂结构模态灵敏度的子结构表达方式。用所编制的计算机程序,对机床主轴部件的模态灵敏度进行了分析,所得结果与用直接搜索法一致。     

基于振动特性灵敏度分析的梁结构损伤识别

提出了一种用于梁结构损伤识别的灵敏度分析方法.该方法通过改变模型参数(固有频率和固有模态)来实现对结构损伤的识别.通过振动特性的灵敏度(包括一阶和二阶灵敏度)分析与计算,结合有限元法,就能确定梁结构损伤的位置和损伤的大小.最后给出算例验证了本文中提出的方法,并获得满意的结果.     

基于SAP2000 API的模态缩减法在高层建筑动力分析中的应用

为解决高层建筑自由度数目巨大导致其动力响应分析工作量大、效率低的弊端,文章在基于SAP2000API接口的基础上,分别运用原有结构整体刚度（静力凝聚法）和结构振型（SEREP法与MODAL法）3种不同方法,对高层建筑建立了简化为“葫芦串”体系的模态缩减方法.算例计算表明,直接基于原有结构整体刚度的模态缩减方法,对于结构的前几阶振型,具有较高的模拟精度；而基于结构振型的模态缩减方法（SEREP法与MO-DAL法）在所取的振型阶数范围内,能够完全一致地保留原结构的振动特性；而在所取的振型阶数范围外,相比于SEREP法,MODAL法能够大致反映结构的振动情况.由于对高层建筑动力分析通常只考虑前几阶模态的情况,文章结合SAT2000 API应用程序接口的功能,应用上述3种模态缩减方法,为自动化和高效化地实现高层建筑动力分析提供了良好的条件.     

基于功率谱灵敏度的子结构损伤识别方法

提出功率谱灵敏度与子结构缩聚技术结合的损伤识别方法,在分析响应功率谱对结构单元面积灵敏度的过程中采用差分法,解决了求解参数的偏微分较困难的问题;并将整体结构划分为若干子结构,对未损伤子结构采用Guyan缩聚技术,通过功率谱灵敏度分析的方法对缩聚结构进行损伤识别,该方法只需测量结构的少数几个自由度的响应就可以达到损伤检测的目的.最后,通过1个三层两跨的刚架模型验证了该方法的有效性.     

RV摆线轮专用镗床几何误差分析

针对普通摆线轮镗孔设备存在效率低、精度低等问题，提出了一种摆线轮坐标孔专用镗床，并确定了专用镗床的整体结构。为提高专用镗床的加工精度，需要明确各几何误差元素对专机加工精度的影响程度，并重点控制影响程度较大的几何误差元素。首先分析了专用镗床的几何误差元素，基于多体系统理论和齐次坐标变换建立了专用镗床的几何误差模型，对比分析了模型计算结果与三角关系法计算结果，验证了误差模型的正确性；利用灵敏度分析法建立了各个几何误差元素的灵敏度方程，通过归一化处理确定了各个几何误差元素的灵敏度系数，得到了对专机加工精度影响最大的几何误差元素，并基于灵敏度分析结果，对专机关键部件进行选型。     

区域交通枢纽敏感性有限元分析模型

在二维连续空间多类型平衡配流模型的基础上,采用三角形单元有限元离散方法,建立了区域交通枢纽设施敏感性分析的一般模型,并给出了常用指标的敏感性计算公式.利用本模型,对珠江三角洲区域内的各大机场航空客流分布相对于通关费用的敏感性进行了分析.分析结果表明,所提出的方法是区域交通系统敏感性分析的有效方法.     

两相多孔介质动力问题的混合有限元及其解法

针对基于混合物理论的流体饱和两相多孔质模型,采用Ｇａｌｅｒｋｉｎ加权残值有限元方法导出基于ｕ＾Ｓ－ｕ＾Ｆ－ｐ３个变量的混合有限元动力平衡方程。这种方法克服了 限元方法选择恰当的罚参数的困难,且计算得到的压力分布的精度高于罚有限元方法。由分片试验得出节点压力插值函数的阶须高于固体相节点位移插值函数的阶的重要结论。     

上海软土的动力计算模型

将上海饱和软土视为由固相和液相组成的两相饱和多孔介质,根据共振柱试验,动三轴试验,提出一种能够全面考虑应力、应变、振动孔隙水压力,震陷的上海饱和软土等效线性化动力计算模型,并进行了较为详细的参数研究,然后将其与Ｂｉｏｔ动力固结方程相结合,建立了土体有效应力动力计算方法,最后应用该方法对上海土层进行了地震反应分析,并得到一些有益的结论。     

基于UG预处理的ANSYS有限元分析方法

为克服大型复杂构件使用ANSYS进行有限元分析时实体模型建立过程中的困难,将计算机辅助设计软件UG与有限元分析软件ANSYS结合起来,在UG中完成实体模型的创建、有限元模型的生成、材料属性的设置以及边界条件和载荷的加载等预处理工作,并生成解算文件.然后将解算文件直接导入ANSYS软件中进行求解,克服了UG实体模型导入ANSYS后网格划分困难、UG有限元模型导入ANSYS后预处理工作无法展开的缺点.实际算例表明,文中方法发挥了UG功能完备的建模优势及ANSYS强大的解算功能,并充分利用了解算文件的可修改性和ANSYS软件的开放性,使分析的可行性与精确性达到最大的统一,为大型复杂结构的有限元分析开辟了新途径.     

轴流式水轮机支持盖有限元分析及优化设计

为解决传统的刚性环算法对水轮机支持盖设计计算的不足，建立了支持盖的有限元分析模型，对在正常工况和紧急停机工况下的支持盖进行了有限元分析，指出紧急停机工况为危险工况，并计算了重量灵敏度和在紧急停机工况下的位移灵敏度，建立了支持盖的优化模型，对在紧急停机工况下的支持盖进行了优化设计，并校核其在正常工况下的强度条件、     

传剑系统动态分析

针对剑杆织机剑带、剑头、传剑轮的结构特点,建立了传剑系统三维有限元分析模型.采用有限元分析方法,对传剑系统进行了动态分析.目的在于求出传剑系统的固有频率及各阶固有振型,为现有设计及发展新的传剑系统结构设计提供参考.     

西庙水源地双层混合水开采水位的有限元法预测

文章介绍了用有限单元法对西庙水源地孔隙水－岩溶裂隙水混合水位的计算过程及预测成果。对该区复杂的水文地质条件进行了客观的概化，合理地处理了泉流量衰减问题。