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。     

水轮机整机系统动力特性分析的多级模态综合方法

采用多级模态综合技术并利用结构旋转对称的特点,建立包括转动部件和固定部件在内的水轮机整机系统动力特性分析模型。考虑到油膜特性引起的矩阵不对称性是局部的,将实模态分析与复模态分析结合,仅需对极小规模的非对称矩阵解左右复特征值问题。给出的轴—板架系统复特征值结果与整体计算结果吻合,而计算时间大为节省。大型水轮机包括主轴、顶盖、下机架和上机架的整机系统的动力特性算例中,不仅得到了主轴弯曲振动频率,而且得到了固定部件与主轴耦合振动的频率和振型。算例表明了本文模型不仅理论先进,而且能用于工程实际计算。     

粘性阻尼振动系统的复模态摄动分析及应用

利用复模态的矩阵摄动理论，分析一般粘性阻尼系统的模态频率和复振型对结构质量、刚度及阻尼修改的灵敏度特性，从而阐明选择结构摄动修改方案和最灵敏位置的一般原理，减小了复杂结构动态特性修改设计的计算量。通过对ＲＤＴ－１试验台动态特性的摄动分析计算，获得满足试验台工作特别要求的动态特性的结构设计方案。     

大型机床动态特性的整机有限元分析

用静态凝聚法和子结构技术 ,大幅度缩减机床整机有限元分析的计算规模 ,保证了工程研究感兴趣的低阶频率范围的精度 .结合 1台大型机床整机的有限元建模 ,在微机上对其进行动态性能分析 ,判别薄弱环节 ,提出设计修改方向和建议 .     

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。     

基于子结构法的航空结构件动态特性快速分析

为实现航空整体结构件不同加工阶段的动态特性快速分析,将工件按等效原则简化为若干标准特征子结构,进行参数化建模,采用子结构模态综合法进行航空整体结构件的动态特性研究,讨论了其基本原理并介绍了工程实现方法.选取典型航空结构件,实现其动态特性的快速分析.结果表明,工件子结构划分原则准确有效,利用模态综合法可提高计算效率,并保证良好的精度.     

MM7132机床的复模态分析

在机床动态性能研究中,一般采用的比例阻尼假设不符合机床的实际情况,因此不宜采用实模态方法分析机床的动态特性。本文应用复模态原理,对机床的各阶振动模态,进行了理论分析和实验验证。并采用一种新的图示法,在一张图上同时表示机床各主要部件的瞬态振型和最大幅值振型,使各阶复振型具有直观性。     

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.     

竖向混合结构阻尼矩阵近似解耦计算的误差分析

将竖向混合结构等效成两自由度结构模型,对该两自由度模型进行不同子结构参数取值下的近似解耦计算,分析其模态阻尼矩阵对角占优程度和近似解耦计算结构响应误差情况。研究结果表明:在不同子结构特性下,模态阻尼矩阵对角占优指数和位移误差指数的衰退特征具有相似性。因此在竖向混合结构动力分析时,可以采用对角占优指数来判定采用近似解耦计算的可行性。     

卧式精密数控加工中心结构动态特性分析与螺栓预紧力分析

随着高速数控机床向高精度、高表面加工质量和高生产率方向发展,仅有良好的静刚度已不能满足机床设计的需要,其动态特性已成为评估机床性能的重要指标。由于结构动态特性关系到机床的加工效率、加工精度、生产用材及制造成本等诸多方面,故对结构动态特性的分析已成为机床设计过程中不可或缺的环节。本文重点研究利用AN-SYS11.0有限元分析软件对某型号卧式加工中心进行数字化建模,并计算该机床整机的模态信息。同时,以立柱与床身间的联接螺栓为研究     

模态综合法的改进及其应用

基于动态子结构的概念,提出了逐步模态综合法。该法有效地改进了综合质量矩阵的带宽,排除了其带宽内的零子阵;计算了一条货船的自振特性,从而表明了本文中的理论和方法具有重要实用价值。     

一种机床结构的模态综合法

本文在改进的Rubin自由界面模态综合法的基础上,结合机床结构特点,提出了一种基于机床部件的静、动态实验的机床结构模态综合法。该方法首先通过机床部件的静力实验,找出部件的附着模态矩阵,通过动态实验获得有关机床部件的保留模态信息。再从附着模态和保留模态矩阵中求出影响综合精度的剩余模态矩阵。最后利用部件对接界面弹性耦合力平衡和阻尼耦合力平衡的边界条件完成模态综合计算。文中给出了X502立式铣床的模态综合实例,以说明本方法的有效性。     

机床主轴部件的动态优化设计方法

本文给出了一种对机床主轴部件进行动态优化设计的方法。该方法以降低主轴前端动柔度值为优化目标,优化后的主轴结构可以提高机床的切削稳定性。由于本文综合利用传递矩阵法和子结构的概念,来寻找薄弱模态并计算其能量分布率,故可使优化设计的过程,仅在微型计算机上就可完成。最后以实例,证明了本文方法的适用性。     

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。     

一种求解结构动力响应的并行解法

利用直接积分法结合子结构技术和网络并行计算的特点,提出了一种求解结构动力应的网络并行解法。该方法在并行形成各子结构的劲度矩阵、质量矩阵,阻尼矩阵及荷载列阵后,并行进行各子结构的静凝聚,然后采用并行子结构预条件共轭梯度法迭代求解结点位移,从而确定结构的动响应。算例表明,随着子结构内点数和时间积分步数的增加,能获得较高的加速比。     

采用复约束旋转模态子结构法分析离心叶轮振动特性

根据叶轮周向循环对称的特点,采用回转周期结构的复约束及旋转模态子结构方法,将计算简化为针对一个叶道进行,从而达到降阶的目的,为了解决采用复约束而出现的广义复Ｈｅｒｍｉｔｅ矩阵特征值问题,提出了一个改进的子空间迭代方法,并对Ｊａｃｏｂｉ迭代作出了相应的修改,最后,用该模型对一个实际离心叶轮振动特性进行了分析,取得了较好效果。     

脉冲激振法用于机床模态分析的研究

本文从复模态理论出发,探讨了在机床模态分析中,应用脉冲激振法激励机床时的一些问题。监用此法对 C336K-1回轮式六角车床进行激励和模态分析。通过付里叶分析系统的模态动态显示(可见录象),形象地演示了机床13阶整机的振动模态和主轴箱、六角头、床身和拖板等4个主要零件的分离振动模态。并清楚地反映了机床在结构上存在的问题。     

直接迁移子结构法及在叠积电抗器抗震分析中的应用

针对工程中常见的链式结构的特点,将频响函数和迁移矩阵引入动态子结构方法中,提出了简单高效的直接迁移子结构方法.该方法用子结构的部分特征对来直接计算子结构的频响函数矩阵,从而组成各子结构的迁移矩阵.运用综合求解,可得到整体结构的特征对与谐和激励响应,不仅可大大提高计算效率,而且使主模态的求解变得简明.用此方法计算了三相叠积电抗器的固有频率,根据虚拟激励法把随机载荷转化为虚拟谐和激励,并计算了该结构的随机地震响应.计算结果表明,用直接迁移子结构法求解三相叠积电抗器的固有频率可以节省5/6的计算时间,计算随机地震响应则至少可以缩短1/3的计算时间,从而证明了直接迁移子结构法的有效性和在工程中的实用性.     

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。     

模态综合的界面自由度里兹变换方法

为提高固定界面模态综合方法的计算效率,在利用特征约束模态进行界面自由度降阶的基础上,对静力模态进行过滤,以减小子结构界面矩阵转换的计算时间;然后,对系统界面质量矩阵进行过滤,并采用里兹(Ritz)变换方法计算特征约束模态,以提高模态综合方法的计算效率;最后,运用该方法计算了某轿车白车身0～200 Hz以内的振动特性.计算结果表明:采用该模态综合改进算法后,计算时间减小了32.4%,计算误差小于2%,说明该方法在复杂结构的中、低频振动特性计算中具有较高的效率.