随机振动下镍钛形状记忆合金管接头的疲劳寿命分析

针对管路系统中Ni-Ti合金管接头随机振动问题进行了随机振动疲劳寿命分析.以某飞机典型液压管路中的Ni-Ti合金管接头为研究对象,采用基于高斯分布和Mine线性累计损伤定律的Steinberg法,得到了疲劳损伤的计算公式.基于描述Ni-Ti形状记忆合金超弹性和记忆效应的本构模型,建立了管接头有限元模型,进行模态分析和随机振动响应分析,并利用疲劳损伤的计算公式预测结构的疲劳寿命.结果表明:Ni-Ti形状记忆合金管接头在80 000 h的飞行寿命内是安全可靠的,为管接头的设计和优化提供了理论参考.     

共固化补片预修补铝板的阻尼和疲劳寿命研究

制备了黏弹阻尼层共固化复合材料补片,对固支的薄铝板应力集中区域进行预修补,利用基于频域的半功率带宽法测试了修补前后的结构阻尼比.建立有限元模型,采用滞后阻尼的假定计算了组合结构的等效阻尼比,对比实验值验证了该模型.采用基于功率谱密度的频域分析方法估算了结构随机振动疲劳寿命.考察了阻尼层厚度、补片长度和纤维层层数对结构等效阻尼比和随机振动疲劳寿命的影响.研究结果表明制备的黏弹阻尼层共固化复合材料补片可以提高薄壁结构的阻尼效果,并可以提高修补件的振动疲劳寿命.     

桥梁固有模态的识别

介绍了所编制的实桥环境随机振动测试数据处理及固有模态识别程序ＥＤＰＦＤＭ,该程序以频域法为基础,可对经实桥分组环境随机振动测试面得到的大量数据进行快速自谱、互谱及相位差和凝聚性分析,从而识别出桥梁的固有模态有对应的结构阻尼比的估计范围,以香港汲水门大桥固有模态环境随机振动测试为实例,结合用ＭＳＣ－ＮＡＴＲＡＮ通用程序的模态分析结果,证明了程序ＥＤＰＦＤＭ的效率和可靠性。     

一类振动问题中阻尼矩阵的等效方法及应用

多自由度振动系统中,很多问题的阻尼矩阵是确定的,但系统的模态关于这些阻尼矩阵不具有正交性,如果采用模态变换,由于阻尼矩阵不能化为对角矩阵的形式,因此不便于采用实模态迭加法进行振动分析．针对这一问题,本文提出一种阻尼矩阵的等效方法,即采用模态阻尼比对这类系统的实际阻尼进行等效,并考察其有效性,以便于采用模态迭加法对复杂多自由度系统进行随机振动分析．最后,采用该等效方法对某型号汽车进行随机振动分析,为改善该型号汽车的平顺性提供了建议．     

铝合金薄板结构多模态随机振动疲劳分析

基于数值方法分析了铝合金薄板在共振和非共振状态下的动态响应,结合Dirlik疲劳寿命估算方法,确定振动应力是影响结构振动疲劳寿命的主要因素.利用数字图像相关技术,通过随机振动试验验证了数值计算动应力的准确性,研究了结构在多模态随机载荷激励下的振动特性,发现高阶模态载荷会影响结构振动疲劳损伤,引起结构振动疲劳寿命的急剧降低,并分析了产生这一现象的原因.     

水轮发电机组整机系统随机振动的直接谱分析

为了解决水轮机随机振动分析问题,采用了多级模态综合技术建立水轮机包括转动部件和固定部件在内的整机系统模型。由于轴承油膜刚度、阻尼,运动方程系数矩阵具有非对称特性。将系统所受随机激励分解为确定性分布矢量和一个随机过程标量的乘积,在位形空间对运动方程解耦,将直接谱分析方法推广到非对称系统,直接得到整机系统随机响应谱密度函数矩阵的每个元素,从而方便地计算随机响应的均方值,为水轮发电机组随机振动分析提供有效可行的方法。     

提高金属结构动态应力计算精度的方法研究

复杂结构动态应力的精确计算是一个始终没有解决的问题,严重的影响了结构的疲劳寿命预估.采用位移模态叠加法的思路,将应力表示成模态应力的叠加形式,然后采用基于模态叠加理论的虚拟激励法,直接求得随机振动环境下动态应力的响应功率谱.这种方法的优点是避免了常规有限元法计算结构动态应力时必须对单元形函数求导的做法,并考虑了模态间的耦合效应.计算结果表明,采用本方法计算结构动态应力相较常规有限元方法将会得到更好的计算精度.     

用非线性谱分析法求解非线性阻尼随机振动问题

应用非线性谱分析理论，对非线性阻尼振动系统的随机振动问题进行了研究。非线性随机振动的响应可以通过引入Ｈｅｒｍｉｔｅ多项式业解决，确定表明，非线性谱分析理论用来解决非线性阻尼随机振动问题，可以使计算结果的精度提高这为解决非线性阻尼随机振动问题提供了一种实用的计算方法。     

非比例阻尼结构频响函数计算的高精度级数展开法

基于复模态理论的复模态展开法是非比例阻尼结构频响函数计算的重要方法．该方法由于截断高阶模态。而产生较大误差．本文用低阶模态和系统矩阵表达高阶模态对非比例阻尼结构频响函数的贡献．提出非比例阻尼结构频响函数计算的高精度级数展开方法．提高计算精度．文中的算例表明本文方法的有效性和正确性．     

功率谱密度法在车桥结构疲劳寿命估算中的应用

以随机振动理论、疲劳强度理论和Miner线性累积损伤理论三大理论为研究基础,由峰值分布函数推导出了窄带、宽带随机振动下结构的疲劳寿命估算公式。在研究了标准路面功率谱密度和车轮部分振动模型后推出了车桥结构的响应功率谱密度。将该响应功率谱密度结合宽带随机振动疲劳寿命估算公式,求得车桥结构理论疲劳寿命。     

非线性随机振动的两种等效线性化方法

本文提出两种解非线性随机振动的等效线性化方法,它们具有简明的物理意义。通过实例对两种方法得到的结果与已有的一些结果作了比较。     

附加集中质量矩形板的强迫振动分析

为了对附加质量板的振动响应特性进行分析,在附加集中质量矩形平板振动模态的基础上,结合无附加集中质量板的振动特性,求得了附加集中质量板的振动响应解析解,并分析了附加集中质量对板的振动响应的影响.同时考察了在点、线、面3种不同的激励下,平板强迫振动响应的差异.结果表明:附加集中质量会降低原平板的一阶固有频率,且会适当减小原平板高频时的受迫振动响应量.不同的激励方式对原平板低频的平均加速度级的影响不大,而对板高频强迫振动响应的影响比较明显.点、线、面3种激励载荷产生的受迫振动响应依次降低.     

带TLD控制结构随机风振响应分析的复模态法

对带TLD的高层建筑风振响应问题进行了系统研究.建立运动方程,用第一振型将主体结构展开,针对非经典阻尼和非对称结构以及脉动风谱为非有理分式风谱的情况,运用复模态理论将所得方程进行解耦,获得了以第一振型表示的结构随机风振响应的解析解.该方法可用于带TLD结构的风振与抗风可靠度分析以及基于可靠度约束的抗风优化设计.     

用模态分析方法研究主轴部件质量分布对动特性的影响

本文讨论了研究主轴部件质量分布对其动特性影响规律的模态分析方法,发现质量分布对不同阶次的固有频率和模态柔度的影响存在着较大差异,指出正确调整主轴部件的质量分布,将有助于均化模态柔度在静柔度中所占比重,从而提高机床的切削稳定性。引用实验结果,初步证实了本文的结论。     

受演变随机激励结构响应的增维精细时程积分法

对受非均匀调制演变随机激励结构响应问题进行了研究.先用虚拟激励法将随机荷载化为确定性荷载,然后将非均匀调制演变随机模型用状态方程表示.借助于随机模型的状态方程表达式,可构造出增维精细时程积分格式,从而快速精确地求出结构的时变功率谱响应.同HPD-M格式相比,该方法不仅计算效率有所提高,而且由于避免了矩阵求逆,可直接处理具有刚体模态的结构.最后通过两个算例与HPD-M格式的计算效率进行比较,表明本方法具有显著的优越性.     

用矩阵连分法求解非平稳的FPK方程

FPK方程是求解系统响应概率结构的关键方程,目前其解析解还只限于线性系统响应和少数几种特殊情况非线性系统的平稳响应过程。本文以正交函数展开法为基础,选择了FPK方程的部分算子作为解的展开函数系,同时根据系数方程最小耦合关系式的初始值问题和特征值问题及其两者的关系,提出了求解振动系统转移概率密度函数的近似方法。最后,以Duffin方程为例给出了非线性系统非平稳过程FPK方程的求解过程。计算结果表明,矩阵连分法收敛快、方法规则且精度高,能适用于各种非线性势场。     

油气悬挂车辆的非零均值响应

用非线性随机振动的理论讨论了油气悬挂车辆被简化为二自由度时的响应,得出了响应均值方差的计算公式,并且指出由于油气悬挂的非对称性,在零均值激励下,系统的响应也是非零均值的。这一点在林耀群等的《油气悬挂车辆的非线性随机振动》一文中未能得到。同时,还讨论了在激励强度变化时均值的变化情况。     

随机振动中隔振设计的参数优化

本文主要论述了用随机搜索法进行隔振参数优化的基本思想和方法,并以文献[1]中的简化模型为例编写了计算机优化程序,给出了计算框图和试算结果。从试算结果分析,该法可很快地达到所要求的精度,便于工程应用。     

垂直发射飞行器地面风荷载响应

垂直发射飞行器竖立在发射台上时,往往要受到地面风的作用,这将引起飞行器的振动响应,并影响到发射前的准备工作。将垂直发射飞行器简化为圆柱形悬臂梁,利用随机振动理论,建立了飞行器任意风向的响应。并对CZ—2、土星IB气动弹性模型在地面风荷载下的动态响应进行工程计算,与试验结果有良好的一致性。