弦振子振动分析（V）——三质点系统

利用拉格朗日方程建立了三质点弦振子振动方程,对其振动进行了分析;研究了三质点弦振子的模态局部化现象,找到了产生模态局部化的"阈值".利用MAPLE 9.0计算机绘图,作出了振幅比和固有频率随参数变化曲线.结论振幅比与参数β无关,振幅比随参数α的增大而增大;固有频率随参数β的增大而增大,随参数α的增大而减小;三质点弦振子有模态局部化现象.     

弦振子振动分析(Ⅱ)--双质点系统

利用拉格朗日方程建立了双质点弦振子振动方程,对其振动进行了分析;研究了双质点弦振子的模态局部化现象,找到了产生模态局部化的“阚值”。利用MAPLE9．0计算机绘图,作出了振幅比和固有频率随参数变化曲线。所得结论为振幅比与参数β无关,振幅比随参数α的增大而增大;固有频率随参数β的增大而增大,随参数α的增大而减小;双质点弦振子有模态局部化现象。     

索-梁组合结构的面内外模态分析

利用哈密顿变分原理以及结构动静态构型的影响,建立了索-梁组合结构的约化运动学控制方程.根据求解得到的面内面外特征值方程,并通过分段函数的引入,研究了结构的模态函数的几种形式.随后,根据索-梁组合结构中索的模态函数,分析了面内外运动"局部模态"和"模态局部化"现象的产生.研究表明,在面内运动,在不考虑内共振情况下,面内运动索的大幅振动是由于"模态局部化"现象的产生,而根据特征值方程,"局部模态"只能出现在索-梁组合结构索的面外运动.     

基于应变模态的自带冠叶盘结构振动局部化问题

目前循环周期结构振动局部化问题的研究多采用位移模态,应变模态鲜见用于相关研究。因此,基于自带冠叶盘结构有限元模型,提出将应变模态用于振动局部化问题研究的设想,对比分析了应变模态和位移模态在衡量失谐叶盘结构振动局部化时的效果。研究发现,与位移模态相比,基于应变模态的振动局部化尤其是振动响应局部化对刚度失谐更敏感;同一阶次的应变模态振型和位移模态振型不完全相同。研究结果对含减振结构循环周期系统的设计有重要理论意义。     

失谐循环周期结构振动模态局部化问题的研究

循环周期结构在很小量失谐时就会出现结构振动模态局部化现象,分析失谐循环周期结构中振动模态局部化具有重要的理论和实际意义,可以为重要子结构振动控制和结构的优化设计提供理论依据。综述了循环周期结构振动模态局部化问题的研究进展,主要集中在振动模态局部化的机理、分析方法和主要结论等,并提出了值得进一步研究的问题。     

基于模态局部化的耦合悬臂梁能量收集分析

为提高能量采集效率和拓宽能量采集效率范围,基于模态耦合原理,设计出一种机械耦合式悬臂梁结构.通过设计弹性连接的悬臂梁能量收集器,利用长度非对称诱发结构模态产生局部化现象,以假设模态法为指导,建立悬臂梁能量收集器的运动微分方程.基于理论模型、仿真模型和实验验证对能量收集进行研究,通过实验测量出耦合悬臂梁能量收集器的振动频率、电压和功率等信号.实验结果与仿真结果相互佐证,证明了压电悬臂梁能量收集器不仅能够提高频率带宽,而且也提高了收集效率.     

基于预应力模态综合法的失谐叶片减振优化

为了降低失谐导致的叶盘系统的振动局部化程度,以预应力模态综合法建立航空发动机压气机叶盘系统有限元缩减模型,计算了不同模态截断数下的固有频率,通过对比分析获得了在满足计算精度前提下的最小模态截断数,缩减了整体模型的自由度数.在该缩减模型的基础上提出一种叶片减振排布优化算法,该算法每次迭代计算时只生成叶片位置发生变化的子结构,而其他叶片的数据文件不动.结果表明,该优化算法兼顾了模型精度和计算速度,能大大降低叶片振动幅值,使叶盘系统振动局部化程度明显降低.     

翘曲状态下硅微悬臂梁固有频率的变化规律

为了研究微悬臂梁的翘曲状态对其固有频率的影响,使用有限元分析的方法对小长宽比和大长宽比两种结构尺寸的硅微悬臂梁在不同曲率半径下的前五阶模态固有频率进行了仿真分析.结果表明,翘曲对小长宽比硅微悬臂梁固有频率的影响很小;而对于大长宽比的硅微悬臂梁,当曲率半径为1 mm时,其第1阶,第2阶,第3阶,第5阶模态固有频率的变化率分别为1%,26%,40%和15.8%,当曲率半径为3 mm时,其第4阶模态固有频率变化率为13.7%,可见翘曲对大长宽比硅微悬臂梁固有频率的1阶模态固有频率的影响很小,而对第2、第3、第4和第5阶模态固有频率的影响则十分明显.     

两自由度非线性耦合系统振动的局部化

通过将非线性模态方法和摄动技术相结合,研究了两自由度非对称三次系统当子系统之间线性耦合退化和非共振时的一种奇异-振动局部化,解析地得到了局部化的参数门槛值,研究结果表明,退化系统出现单模态运动,振动局部化的强弱与非对称参数和非线性耦合刚度有关,最后,理论分析结果被数值模拟所验证。     

微机械谐振陀螺的有限元分析

依据微机械谐振陀螺的结构和工作原理,利用ANSYS有限元仿真软件对微机械谐振陀螺的设计进行了计算和仿真.首先计算了陀螺的驱动模态固有频率和检测模态的固有频率,分析了在检测方向的输出位移、哥氏力与输入驱动信号频率之间的关系,在这基础上,得出当驱动模态的固有频率与检测模态的固有频率比较接近时,输出哥氏力灵敏度较大.同时还分析了内框架梁与外框架梁对陀螺驱动模态与检测模态固有频率的影响,并以此为基础,提出了调节陀螺驱动模态固有频率与检测模态固有频率的方法.     

失调耦合梁的模态局部化和频率轨迹转向现象

用有限元分析方法研究了由横向和扭转弹簧耦合的两条欧拉-伯努利梁在引入了物理参数(如杨氏模量)的不对称小失调后产生的模态局部化和频率轨迹转向现象,同时也研究了由于弹性支承的失调而产生的振动模态局部化现象。研究表明弱耦合系统的不对称失调会导致模态局部化和频率轨迹转向现象的出现。     

真实盘片系统主模态局部化的分析

应用模态综合技术和本征值组的小参数法把失调系统的主模态局部化研究从简单模型发展到真实盘-片系统,并严格论证了真实盘-片系统中发生主模态局部化的可能性.     

索-混凝土组合梁结构自振特性

针对索-混凝土组合梁这一新型结构体系,应用ANSYS有限元软件进行自振特性分析,求出结构的自振频率及相应的振型。而后对索—混凝土组合梁结构的各项参数（包括索截面面积、索初始应变、梁跨度、刚性杆高度）进行了分析,研究其对结构自振特性的影响。研究发现：索—混凝土组合梁结构较柔,刚度偏弱,基频较小;索截面面积对结构自振特性影响不大;索初始应力主要影响结构的前几阶振型;随着梁跨度的增大,结构的频率明显减小,结构变柔,刚度变小;刚性杆的高度主要影响结构的前几阶振型,在实际工程应用中,刚性杆的高度以0.5～0.7 m为宜。     

圆形福建土楼模态分析

为了研究福建土楼的动力特性,运用有限元数值模拟方法,将土楼简化为外部夯土结构、夯土-木构混合结构两种模型,并对模型进行模态分析;研究夯土弹性模量、夯土密度、夯土墙高度、土楼结构平均半径及夯土墙平均厚度等5个因素对土楼外部夯土结构自振频率的影响.结果表明:夯土结构自振频率随着夯土弹性模量、夯土墙平均厚度的增加而增加,随着夯土密度、夯土墙高度、土楼结构平均半径的增加而减小;夯土结构自振频率与夯土弹性模量的平方根近似成正比,与夯土密度的平方根及夯土墙高度近似成反比;不同阶自振频率曲线发生重合现象,说明圆形土楼夯土结构可能存在密频现象,也说明材料特性变化对不同阶自振频率的影响基本一致;土楼结构平均半径和夯土的弹性模量的参数敏感性最大,夯土密度的参数敏感性较小.     

用动态子结构法求结构固有频率的函数逼近解

本文利用精确的动力凝聚、变频变换代替定频变换，按双协调条件建立一个刚度矩阵和质量矩阵含有特征值参数的特征方程．在求解结构的固有频率时，首先研究了特征值与特征值参数的函数关系，并运用切比雪夫多项式来逼近此非线性函数；再用牛顿法求解非线性方程，得出其固有频率；最后用本方法计算了两个实例．所得结果同精确解和实验结果进行了比较，误差在工程允许范围之内．     

4种NET欧拉-伯努利直梁的动力学特性

考虑长程力,非局部弹性直梁内参考点的应力与直梁占据区域内所有点的应变都有关系．基于Eringen的非局部弹性理论积分型本构关系和采用幂指数型参模空间推导了Euler-Bernoulli直梁的积分型方程和4阶偏微分型方程,采用Laplace变换得到了直梁自然频率、振型的通解．给出了简支直梁、固定直梁、自由直梁、悬臂直梁的自然频率和振型．实例结果表明除悬臂直梁的第1阶自然频率随Eringen参数的增加而略微增加外,直梁自然频率随Eringen参数的增加而减小．固定直梁、自由直梁、悬臂直梁振型的振幅大体上随Eringen参数的增加而减小．但Eringen参数对简支直梁的振型没有影响．当Eringen参数为零时,非局部弹性理论与局部弹性理论的自然频率、振型一致．     

周期性结构中结构缺陷的影响及模态局部化

利用一个单自由度子结构串连组合结构模型，研究了结构缺陷对周期性 结构动态性能的影响．当结构中任一子结构成员的质量或／和刚度具有缺陷 时，得到了结构振动主模态、结构缺陷参数变化对频谱分布影响的解析表达 式，并给出了模态局部化发生的条件．最后，运用一个数值例子，简论了此类 结构中最关键的参数──相对耦合刚度对缺陷影响的重要性．     

含非均匀结构量子波导中6支振动模中的声子输运和热导

利用散射矩阵方法,研究非均匀结构调制的半导体量子波导中6支最低弹性声子模的输运系数与热导性质.研究结果表明:当4支最低声学声子模的截止频率为0Hz且当频率接近于0Hz时,透射系数总为1;当2支光学模的截止频率大于0Hz且当频率接近截止频率时,透射系数总为0;声子模的输运系数、量子化热导平台以及热导性质与量子点的结构密切相关;在极低温度下,扭转模的热导对结构最敏感,而随着温度的增大,压缩模与y方向的弯曲声学模的热导对量子点的结构最敏感;改变量子点的结构能有效调节6支单模的热导.     

静态人群-结构相互作用人行桥模态参数试验

针对静态人群-结构相互作用下人行桥模态参数影响进行试验研究,以实验室钢结构玻璃人行桥为研究平台.研究内容如下:测试环境激励下人行桥动力参数;测试静态人群作用在人行桥不同位置、不同姿势下结构的动力参数变化.结果表明:静态人群-结构相互作用下,随着作用人数增加,结构自振频率逐渐降低,阻尼比逐渐增大.坐姿对结构频率影响最大;...