弹性基础上的杆的离散系统频谱和模态的定性性质及其模态反问题

本文讨论了具有弹性基础的杆件离散系统频谱和模态的若干定性性质，提出并求解了由系统的一个特征对（位移或应变模态及相应频率）确定基础刚度、由两个特征对确定基础及杆件刚度、由三个特征对确定基础及杆件刚度和结点质量等三个模态反问题。     

轴压杆件刚性约束屈曲变形的连续过渡

从杆件整体变形连续的角度,研究了轴压杆件与刚性约束构件之间一阶模态点接触、一阶模态线接触、线接触屈曲的连续过渡。在小挠度变形假设下,推导了轴压杆件一阶模态线接触、线接触屈曲变形二阶平衡微分方程的解答。根据变形的连续性,经过理论分析得出,当杆件一阶模态点接触变形的中点曲率为零时,杆件由一阶模态点接触连续过渡到一阶模态线接触;当杆件一阶模态线接触变形的线接触区域发生一阶屈曲模态时,杆件由一阶模态线接触连续过渡到线接触屈曲。     

扭簧驱动空间展开桁加结构分析

扭簧驱动展开桁架是由高比刚度材料的薄壁管件作为主要构件,由高比强度材料和特制扭转弹簧构成活动接点,大部分杆件两端在同一平面方向内设置扭簧构成可协调同步展开折叠运动的复杂机构。基于此构成机理和独特的受力特点,提出合理假设,推导出两端带扭簧的杆件宏单元缩减线弹性刚度短阵;基于梁的弯曲理论和位移模态,直接导出了宏单元的一致质量矩阵。这两个矩阵可有效地用于扭簧驱动空间展开桁架的结构分析,最后给出了一个数值     

扭簧驱动空间展开桁架结构分析

扭簧驱动展开桁架是由高比刚度材料的薄壁管件作为主要构件 ,由高比强度材料和特制扭转弹簧构成活动接点 ,大部分杆件两端在同一平面方向内设置扭簧构成可协调同步展开折叠运动的复杂机构 .基于此构成机理和独特的受力特点 ,提出合理假设 ,推导出两端带扭簧的杆件宏单元缩减线弹性刚度矩阵 ;基于梁的弯曲理论和位移模态 ,直接导出了宏单元的一致质量矩阵 ,这两个矩阵可有效地用于扭簧驱动空间展开桁架的结构分析 .最后给出了一个数值分析算例 ,证明了方法的有效性     

损伤检测的经验模态分解法

用经验模态分解法对几种典型信号的特征进行分析.首先分解出内在模态函数分量,再对模态函数进行希尔伯特变换,得到时频图,由模态分量中突变点的位置来识别损伤发生的时间,而由时频图识别频率的变化.对一单自由度系统在刚度突变和累积疲劳引起的缓慢变化两种情况进行了分析,根据时频图中频率的变化识别出刚度发生突变的时刻及刚度变化的过程和损伤程度.结果表明经验模态分解法是进行损伤检测和时变参数识别比较理想的方法之一.     

钢筋混凝土框架结构阻尼模态分析

一、引 言 本文采用机械阻抗的测试技术,在稳态正弦激扰下,应用振动模态参数识别的图解法 (导纳圆法),对不同的几何相似比的三个单榀框架结构进行了测试。重点探索结构阻尼与模型相似比的关系;结构未破坏前及出现裂纹后阻尼参数的变化规律。并从试验分析和理论计算两个方面作了对比。 机械阻抗技术最重要的应用之一就是由实测数据确定结构动态数学模型的有关参数,通常称为模态参数识别。用导纳圆拟合法确定结构自振频率和阻尼参数的基本原理是:对干实模态情况,导纳函数H。。…)与模态参数的关系为式中:K。,,co,,引分别为第i阶模态的刚度、…     

基于虚功原理索杆张力结构强度优化形状分析

为了提高索杆张力结构的刚度和减小结构受力,在结构杆件中引入作动器,主动调整杆件的长度,改变结构的形状.在荷载态下,将作动器主动工作产生的杆件内力改变量视为结构独立自应力模态的线性组合,根据虚功原理及变形协调关系建立了节点位移向量、杆件内力向量与作动器主动调整量之间的迭代关系.同时,以杆件受力最小为目标,构造了结构形状优化模型并编制了相应的求解程序.算例分析表明:结构所有杆件均布设作动器的效果与仅在索中布设作动器的效果相同,均可以实现既提高结构刚度、又改善结构受力的目的;仅在杆中布设作动器调节杆长来提高结构刚度的代价是增大杆件的内力.通过有限元方法与本文方法对算例求解结果的对比分析,发现两者符合较好,验证了本文方法的正确性.     

竖向荷载作用下的框架结构内力计算的分跨法

考虑杆件远端刚结点处杆件数目、各杆线刚度及梁柱刚度比值的影响,推导出了梁端的转动刚度和传递系数统一计算公式．将框架结构竖向荷载作用下的内力计算分成若干个单柱结构计算,提出的内力计算方法对框架结构的梁柱线刚度比没有范围限制,使用范围广、计算量少、精度高．     

导管架平台地震响应谱分析

该文利用海洋平台结构专业分析软件SACS对我国渤海海域某导管架海洋平台进行地震响应谱分析,对非线性的桩-.土系统,采用等效基础刚度的方法转换为线性基础,建立了导管架平台有限元模型.首先进行平台的模态分析,获得平台的自振特性和振型,分别计算不同振型对地震作用的响应并组合,得到不同杆件在地震动力作用和平台重力影响下的应力,依据美国API规范对平台杆件名义应力、管节点冲剪、桩强度和桩基承载力进行校核.     

模态参数识别方法

本文对模态阻尼比、模态质量、模态刚度的识别做了介绍,并探讨了模态参数识别、修改的方法。模态参数识别的主要任务是从测试所得的数据中,确定振动系统的模态参数,其中包括模态固有频率,模态阻尼比,模态质量,模态刚度及振型等。     

考虑杆件初弯曲的单层球面网壳稳定性能

基于通用有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序,针对是否考虑杆件初弯曲的单层球面网壳结构进行对比分析.采用随机缺陷模态法进行了考虑杆件初弯曲的2800余例K8型单层球面网壳的弹塑性荷载-位移全过程分析,掌握了弯曲角度、幅值随机变量对网壳稳定性能的影响规律.论证了一致缺陷模态法和特征缺陷模态法计算杆件初弯曲对网壳极限承载力影响的适用性.提出了适用于计算考虑杆件初弯曲影响的网壳极限承载力修正的一致缺陷模态法.采用修正的一致缺陷模态法进行了300余例考虑杆件初弯曲的K8型单层球面网壳的弹塑性全过程分析.结果显示:采用修正的一致缺陷模态法可以计算考虑杆件初弯曲的单层球面网壳极限承载力的最小值.杆件初弯曲能够降低单层球面网壳的极限承载力,并改变其屈曲模态和塑性发展分布.当最大允许初弯曲为杆件长度的1/1 000时,网壳极限承载力最大下降5%以上;当最大允许初弯曲为杆件长度的2/1 000时,网壳极限承载力最大下降10%以上.     

平面桁架单元刚度矩阵的直接建立

对平面横架的杆件从几何、物理和平衡条件三个方面进行分析,直接建立整体坐标系中的单元刚度矩阵     

基于曲率模态差和小波变换的网架损伤识别

采用一种基于曲率模态差和小波变换的损伤位置识别方法,对网架结构中常见的正放四角锥网架、两向正交正放网架、两向正交斜放网架、三向网架和蜂窝型三角锥网架进行了损伤识别,以结构损伤前后的曲率模态差作为小波变换的分析信号,对其进行db3连续和离散小波变换,确定杆件损伤位置。数值分析结果表明,在仅测得一阶模态的情况下,应用曲率模态差和小波变换相结合的方法可以对网架的单个损伤位置和多个损伤位置进行有效识别。     

挠性机器人机构动力学方程的建立

本文导出了一般开链挠性机器人机构动力学方程。它是由关节广义坐标和杆件模态坐标联立的非线性微分方程组。对于一般形状的杆件,采用有限元离散化,将节点物理坐标转换到模态坐标,利用弹性模态的正交性简化计算,给出了广义惯性阵元素的显式表达式。对方程进行了讨论和简化。     

索系-空间杂交结构的动力特性和参数分析

研究由网壳、索系和塔柱构成的索系-空间杂交结构协同工作体系的动力特性,并进行参数分析．采用空间杆单元和空间梁单元分别构建网壳杆件和塔柱构件的力学模型;采用空间索单元并引入等效弹性模量对拉索进行力学建模．分析和比较网格形式、索系布局、结构支承、矢跨比、杆件截面及其尺寸等有关参数对结构动力性能的影响．结果表明,索系-空间杂交结构体系自振模态可分为塔柱在网壳结构切向的振动、塔柱在网壳径向的振动、整体结构协同振动和网壳结构自身振动等4个组群;结构各组群振动的自振频率相对集中,其出现顺序依赖于该类结构的具体构形及网壳、索系和塔柱的刚度．     

铝合金板式节点面外初始弯曲刚度的杆件间交互影响

铝合金板式节点具有良好的整体刚度性能,其面外初始弯曲刚度的杆件间交互影响不容忽视.本文在现有研究的基础上,定义了铝合金板式节点面外弯曲刚度矩阵.为进行深入研究,对铝合金板式节点进行有限元模拟.以节点板厚度、节点板半径、杆件高度和螺栓数量为参数,建立14个节点模型,分析关于节点面外弯曲刚度的杆件间交互影响.根据有限元结果,提出计算杆件交互影响程度的理论公式.和有限元结果的比较表明,公式的计算精度高,具有良好的适用性.     

变刚度薄壁杆件的动力稳定性

采用有限单元法，研究无阻尼条件下受轴向周期性动力荷载作用的变刚度薄壁杆件动力稳定问题，承受轴向周期性变化外荷载的薄壁杆件，其非线性几何刚度矩阵随着轴向外荷载的变化而改变。因此，所研究的问题在本质上为变刚薄壁杆件的动力稳定性问题。用有限单元离散变刚度薄壁杆件，通过公式变换，将无阻尼条件下变刚度薄壁杆件的振动方程转化为Mathieu方程，应用Matlab程序设计语言编制程序，确定在轴向周期性动力荷载作用下，变刚度薄壁杆件可能发生的相应于弯曲振动，扭转与翘曲耦合振动的动力不稳定区域，并给出相应的结论。     

具有两个对称轴的开(闭)口薄壁杆件弯曲和约束扭转振动的单元动刚度分析

本文对具有两个对称轴的开(闭)口薄壁杆件在弯曲和约束扭转振动的情况下对单元的动刚度进行分析,应用薄壁杆件在无分布力偶作用下时约束扭转的静变形曲线作为形函数求出杆单元的动能及应变能表达式,从而得出杆单元的刚度矩阵和惯性矩阵。     

考虑边界弹性约束刚度的拉索参数识别

提出了由拉索实测振动频率同时识别出拉索索力和抗弯刚度的模态参数识别法。首先,在考虑边界弹性约束刚度基础上研究了拉索索力、抗弯刚度和频率之间的关系。然后,根据振动模态特点,得到索的等效长度。进而以拉索索力和抗弯刚度为模态参数,采用最小二乘法对模态参数进行识别,保证理论模型和实测模型之间的总误差最小。最后,通过算例进行验证,表明使用模态参数识别法能够精确的识别出索力和抗弯刚度。     

基于转角模态小波变换的连续梁损伤识别研究

针对采用基本振型进行小波变换识别连续梁支座附近损伤的困难,提出了运用转角模态小波变换识别损伤的方法.该方法在对连续梁转角模态进行有限元分析的基础上,用墨西哥帽小波做连续小波变换,并由多尺度小波分析确定损伤位置,由低尺度上的小波系数模极大值识别相对损伤程度,由小波系数线特征确.定损伤类型.通过对一具有离散裂缝、裂缝群和局部刚度下降三类损伤的连续梁做数值计算分析,验证了方法的有效性.该方法对连续梁损伤识别的工程应用具有参考价值.