计入结构柔性和边界条件的内齿圈面内振动分析

采用弹性力学方法推导内齿圈的运动微分方程,用摄动法求解无约束条件下内齿圈的固有频率和振型函数,并通过消除永年项获得了含约束条件下的内齿圈面内振动频率的解析表达式.以某汽车变速箱中的内齿圈为例,运用所获的解析式计算了该齿圈的面内振动频率,其结果与前人研究中的有限元仿真及模态实测数据吻合较好.表明所提理论模型具有较高的计算精度,能准确揭示内齿圈的振动特性.最后,依托所建理论模型,分析内齿圈结构柔性和内、外约束条件对其面内振动特性的影响.计算结果表明,内齿圈面内振动频率随外约束刚度的增大而增大,且当内齿圈所有外约束的刚度之和不变时,降低单个外约束的刚度也即增大外约束的数目可小幅度地降低齿圈的面内振动频率;相比于外约束,内约束数目和刚度对内齿圈面内振动频率影响较小,随着内约束数目和刚度的增加,同一节径数下的内齿圈面内振动频率呈缓慢增大趋势.啮合相位变化时,面内振动模式的固有频率变化较大.     

输流弯管的面内强迫振动分析

针对承受外载荷和内部流体共同作用下两端支承式输流弯管的强迫振动问题,基于修正的不可伸长理论,根据牛顿第二运动定律建立了它的面内强迫振动微分方程,利用拉普拉斯变换法推导得到了相应的格林函数,进而结合叠加原理获得了稳态响应的解析解.主要研究了外部载荷与弯管正切方向的夹角、激振频率以及激振位置对两端支承式输流弯管切向位移稳态响应的影响.发现基于共振原理求解得到的固有频率具有较高的精度;夹角和激振位置的变化引起响应幅值的变化较为复杂;利用本方法可计算响应幅值的局部最大值产生的位置以及该值的大小.研究对设计管路的布局以及后续的可靠性设计均有良好的指导意义和较高的应用价值.     

基于面内充气筋的悬臂结构振动控制实验研究

提出一种基于充气加筋技术的振动半主动控制方法。充气筋易于折叠,其刚度随充气压力变化,为空间可展开柔性结构的振动控制提供了一种新的变结构控制手段。设计制作了2块板厚分别为5 mm和1 mm的柔性悬臂板作为被控主结构。针对每1个柔性悬臂板模型,分别设计制作了面内充气加筋装置,开展了相应的振动试验研究。试验结果验证了利用充气加筋方案进行柔性结构振动控制可行性。面内充气筋对悬臂板结构的高阶振动模态影响大于低阶模态,在附加刚度匹配适当的条件下,可有效抑制正弦激励所激发的高频模态振动,但难以抑制悬臂板结构受瞬态激励所激起的自由衰减振动。     

斜拉桥面内振动的理论建模与特征值分析

本文建立了斜拉桥的精细化面内动力学模型,并开展了相应的自振特性分析. 首先利用Hamilton变分原理推导了斜拉桥的运动方程,利用边界条件确定了斜拉桥线性化模型的频率方程. 然后以双塔三跨斜拉桥为例开展数值分析,通过对比有限元结果验证了数值方法的正确性. 同时引入局部化因子定量说明斜拉桥固有模态的特性.最后讨论了不同结构参数、索梁相互作用和结构体系对斜拉桥自振特性的影响.结果表明当系统的固有频率接近纯索频率时,斜拉桥的固有模态将呈现局部特性. 同时索梁相互作用明显影响低阶非局部模态,相反可以忽略对高阶固有频率的影响.     

变厚度圆环板的面内自由振动分析

基于二维线弹性理论,导出厚度沿径向线性变化的变厚度圆环板在面内自由振动的控制微分方程.用微分求积法(DQM)对微分方程及其典型边界条件进行离散,研究变厚度圆环板面内自由振动的无量纲频率特性.数值计算得到不同边界条件下内外半径比、厚度变化参数等因素对无量纲频率的影响.结果表明,圆环板内外边界在夹紧—夹紧和自由—夹紧条件下无量纲频率Ω随厚度变化参数α的增大而增大,在自由—自由和夹紧—自由条件下无量纲频率Ω随厚度变化参数α的增大而减小.     

面内静载下非线性弹性板的振动分析

针对四边简支的非线性弹性矩形板,计及面内静载对板的影响,考虑板的非线性效应,运用Galerkin原理,林滋泰德-庞加莱法,以第二类切比雪夫多项式和三角函数作为试函数,求解矩形板动力响应解,并对面内静载N对位移响应及频率响应的影响进行了讨论.     

软芯夹层圆环板的面内自由振动分析

基于线弹性体理论,得到各向同性材料软芯夹层圆环板面内自由振动的控制微分方程。采用微分求积法(DQM)对软芯夹层圆环板面内自由振动的特征方程及其边界条件在节点上进行离散,研究了其面内自由振动的无量纲频率特性。求解过程使用MATLAB编制的程序进行计算。结果表明:不同边界条件及几何参数对软芯夹层圆环板无量纲频率均有影响,同时也说明微分求积法能有效求解软芯夹层圆环板的面内自由振动问题。本文的研究为求解此类问题的低阶、高阶振动频率提供了一种简便有效的数值方法。     

环状周期结构面外参激振动稳定性分析

针对工程领域广泛应用的一类受移动载荷作用的环状周期结构,开展了面外参激弹性振动稳定性研究.首先采用Hamilton原理在载荷随动坐标系下建立了时不变动力学模型.然后应用Galerkin方法对其进行离散,得到常微分动力学模型,最后通过计算特征值预测了模态特性和动力稳定性.为了验证解析结果的正确性,应用坐标变换将模型转换至惯性坐标系下,得到时变动力学模型,然后采用Floquét理论计算了不稳定域.该研究提供了一种解决移动载荷参激振动问题的有效途径.     

结构安检的振动方法

应用现代测试手段分析验证平安大酒店建筑的抗震可靠性,同时提供结构动态参数 (固有频率、振型及阻尼比),根据其动态能数的变化,识别该结构的内部损伤,从而决定是否需要采取加固措施.     

密栅云纹实验中云纹数据的处理方法

文章提出一种密栅云纹实验中云纹数据的处理方法。利用拉格朗日插值函数法推导出位移偏导数与云纹数据之间的函数关系。并编制相应的计算机程序，从而大大简化了云纹的数据处理。     

凹角蜂窝结构的面内低速冲击力学性能分析

针对一种典型的负泊松比结构材料-凹角蜂窝结构,研究了在低速冲击载荷下的吸能特性和应力-应变关系.具体是在低速冲击载荷(0.4m/s)的作用下,分别研究了胞元凹角、胞元横纵比、以及胞元壁厚对凹角蜂窝结构的负泊松比值、能量吸收和应力-应变关系的影响规律.得出了以下结论:胞元凹角的增大和胞元壁厚的减小会增大凹角蜂窝结构的负泊松比,胞元横纵比的改变不会改变凹角蜂窝结构的负泊松比;胞元凹角的减小和胞元壁厚的增加会同时增加凹角蜂窝结构的总能量吸收效果和相对能量吸收效果;而胞元纵横比的增加对凹角蜂窝结构总能量的吸收改变不大,横纵比向加载力方向增加时,会增加相对能量吸收效果;胞元凹角、胞元纵横比、以及胞元壁厚与凹角蜂窝结构的平均应变-应力关系没有明显关系;凹角蜂窝结构的负泊松比与能量吸收以及平均应力-应变关系没有明显的关联.     

CFRP索斜拉梁面内自由振动建模及参数分析

利用张紧弦和欧拉梁振动理论分别描述斜拉梁结构中索与梁的振动,通过索梁连接处的动态平衡条件,建立斜拉梁平面内自由振动理论.利用传递矩阵法和边界条件对斜拉梁结构平面内自由振动的特征值问题进行求解.同时,建立斜拉梁的有限元模型,有限元法所得结果与本文理论研究非常吻合,证明了本文理论和方法的正确性.最后对CFRP索斜拉梁平面内自由振动进行参数分析.研究表明,CFRP索斜拉梁的基本动力学性能优于传统钢索斜拉梁.     

面内变刚度矩形薄板自由振动问题的辛弹性分析

基于辛弹性的方法分析了变刚度矩形薄板的自由振动问题.假设矩形板的弯曲刚度沿板的长度方向呈指数函数变化而泊松比为常数,利用变分原理将其导入辛体系,并应用分离变量法和本征值展开给出了求解面内变刚度矩形薄板自振频率的一种解析方法.这种方法不同于传统的逆解法或者半逆解法,它不需要提前假设试函数,是一种更为理性的正向的求解方法.通过这种方法可以得到变刚度板自由振动的频率方程,数值算例表明该方法计算简便、结果精确,可以得到变刚度板的各阶自振频率.在此基础上,详细研究了不同边界条件下,梯度指数、泊松比以及长宽比对变刚度板自振频率的影响.     

单光束离面记录云纹干涉法

提出的单光束离面记录云纹干涉法，以高密度闪耀光栅为测量元件，可同时获得面内位移分量和离面位移一阶导数场。具有光路简单，无防震要求，测量灵敏度高，量程范围大，条纹对比度好等特点，为小变形问题的现场测量提供了一种简便的方法。论述了方法的原理，用傅里叶光学原理和波前干涉理论推导了光强分布表达式。典型实验表明，实验结果与理论解吻合良好。     

Bi系高温超导体CuO_2面内Cu-O键振动的理论分析

根据分子振动理论,采用简化模型分析了Ｂｉ系高温超导体ＣｕＯ２面内Ｃｕ Ｏ键振动的振动模式,计算了单一红外活性模Ｅｕ的振动频率·计算结果表明:ＣｕＯ２面内Ｃｕ Ｏ键Ｅｕ模式伸缩振动的频率为６７３８ｃｍ－１,８０３２ｃｍ－１,弯曲振动的频率为４１２ｃｍ－１·计算结果中６７３８ｃｍ－１,４１２ｃｍ－１与Ｂｉ系高温超导体红外吸收光谱的实验分析结果较好吻合,８０３２ｃｍ－１与实验分析结果中８００ｃｍ－１附近归属尚未确定的吸收峰峰位比较接近·     

频闪全息图的分析技术

本文讨论了频闪—时均法、宽脉冲法判别频闪全息干涉图的零级条纹的技术,从条纹函数理论出发,提出了实时频闪全息的零级条纹判别技术和条纹漂移计量术两种新的频闪全息分析技术。这两项技术简单实用,解决了频闪全息图判别零级条纹的困难、同时消除了实时全息原始条纹对定量分析的影响。     

斜拉桥面内竖向固有振动模型及特性影响的有限差分分析

为研究精确且方便的斜拉桥面内竖向模态频率及振型计算方法,建立了用于模拟斜拉桥面内竖向固有振动行为的主梁集中质量参数体系动力学模型. 该模型考虑了拉索对主梁的竖向弹性支承作用及对主梁不同截面的水平索力投影,通过引入微梁段两侧剪力以模拟主梁弯曲刚度、拉索间运动耦合作用. 基于微梁段间的弯矩平衡和有限差分法,得到了不同体系斜拉桥面内竖向固有振动的频率方程和振型函数,编制了求解程序. 通过分别代入相关研究中算例参数、某斜拉桥参数并对比模态参数理论计算结果、实测频率值,验证了本文建模方法及公式的精确度、适用性. 参数分析结果表明：斜拉桥低阶面内竖向频率受主梁轴力影响较大,轴力增大后会发生低阶频率的跃迁现象;发生断索对各阶频率值的影响效应与拉索锚固处主梁质点的对应阶次振型参与系数相关.     

一维布喇菲晶格振动气垫模拟频闪研究

§1 引言固体中的单个原子在其平衡位置附近的热振动,由于周围邻近原子间存有较强的耦合力,因而很难对它们进行逐一地研究。人们通常总是抓住由其相互作用所形成的集体运动(晶格振动)来讨论。研究这种所谓晶格振动乃是研究固体宏观性质和微观过程的重要基础。例如,固体的比热、热膨胀、热导等就直接与晶格振动有关,电子、光子等与晶体的相互作用以及超导电中库柏对的形成等也都涉及到晶格振动。因此,正确地阐明和理解晶格振动的基本规律和主要概念是掌握固体物理的一个十分重要的方面。本文在R·B·RUNK 等人工作的基础上,进行了改进,在3.15米长的线性气垫导轨上,用低于音频的模式来模拟晶格振动,并用频闪摄影拍摄了一维线性链的振动模式和振动过程,直观而定量地得到了一维市喇菲晶格的色散关系(振动频谱)和相速度等一些重要结论。     

任意边界条件下矩形板的面内自由振动特性

采用改进傅里叶级数法(IFSM)对矩形板在任意边界下的面内自由振动特性进行了研究.将结构的位移容许函数表示为包含正弦三角级数的改进傅里叶级数,正弦三角级数的引入能够有效地解决在边界处存在的不连续或者跳跃现象;将位移容许函数的未知傅里叶展开系数看作广义变量,采用能量原理建立结构的能量泛函,结合Rayleigh-Ritz法对未知傅里叶展开系数求极值,将矩形板的面内问题转换为一个标准特征值求解问题.通过大量的数值算例,并与现有文献中解及有限元方法计算结果进行对比,验证了文中方法的正确性,结果还显示文中方法具有良好的收敛速度与计算精度.     

拱的面内稳定分析

工程上常见的拱是抛物线拱,其在全跨均布荷载作用下,拱的任意截面上只会承受压力作用。由于该压力以及拱的曲率半径均随拱轴线而变化,故其屈曲平衡微分方程是变系数的,通常只能通过数值积分来求解,比较麻烦。本文拟采用渐近法求解抛物线拱的面内屈曲问题,提出实用计算方法,对拱的面内稳定分析提供参考依据。