用共振法测定弹性梁固有频率及振型

利用共振法测定两端自由弹性梁的固有频率和振型．将实验结果与理论值进行比较，并对共振法和测试结果进行了探讨．     

基于理论、仿真和实验的两端固定梁的模态测试方法

基于欧拉-伯努利梁理论,得到两端固定梁自由振动的振型函数。通过数值计算得出实验用的两端固定梁前五阶振型的节点位置及其与梁长的比值。考虑传感器对两端固定梁固有频率的影响,建立梁-传感器模型进行仿真分析并得出两端固定梁前五阶固有频率。基于节点位置和测点位置,在实验中选择参考点。将具体实验的结果与梁-传感器仿真模型结果进行对比,通过前五阶固有频率的误差分析,发现仿真分析结果与实验结果误差最高为2.92%。研究完整地叙述了两端固定梁的模态测试流程,可为工程技术人员的模态测试起一定的指导作用。     

基于理论仿真和实验的两端固定梁模态测试方法

基于欧拉-伯努利梁理论,得到两端固定梁自由振动的振型函数。通过数值计算得出实验用的两端固定梁前五阶振型的节点位置及其与梁长的比值。考虑传感器对两端固定梁固有频率的影响,建立梁-传感器模型进行仿真分析并得出两端固定梁前五阶固有频率。基于节点位置和测点位置,在实验中选择参考点。将具体实验的结果与梁-传感器仿真模型结果进行对比,通过前五阶固有频率的误差分析,发现仿真分析结果与实验结果误差最高为2.92%。研究完整地叙述了两端固定梁的模态测试流程,可为工程技术人员的模态测试起一定的指导作用。     

用共振法测定弹性梁固有频率及振型

利用共振法测定两端自由弹性梁的固有频率和振型，将实验结果与理论值进行比较，并对共振法和测试结果进行了探讨。     

叠层板型燃料堆芯元件模型的临界流速与失稳挠曲线分析

对一个叠层板型堆芯元件实验模型的临界流速进行了理论及数值分析，将该结构视为多层平行梁与整体单梁的对接问题．根据梁的挠曲线方程及对接处的连续性条件和平衡条件，建立了临界流速和失稳挠曲线方程系数的特征方程，并采用隐式迭代法对其进行数值求解．     

考虑安装面特性参数的悬臂梁固有频率分析

为研究悬臂梁安装的接触刚度和摩擦系数对其固有频率的影响,首先采用ANSYSY-workbench软件对悬臂梁建立有限元模型并进行模态分析,导出横向弯曲振动的固有频率和模态振型。同时根据欧拉—伯努利梁理论求解悬臂梁横向弯曲振动方程,得到悬臂梁横向弯曲振动的固有频率及模态振型的数值解,对比有限元分析与理论推导的前6阶模态分析结果,两者的模态振型一致,对应的固有频率相对偏差率最大值为4.15%。对比分析结果说明,运用ANSYSY-workbench软件进一步分析悬臂梁安装的接触刚度和摩擦系数对固有频率的影响是可行的。建立有安装接触面的悬臂梁有限元模型,针对讨论的悬臂梁横向弯曲振动情况,在悬臂梁上下两个接触面设置考虑摩擦因素的两个接触对,分别分析接触面的法向接触刚度和摩擦系数对悬臂梁固有频率的影响,并同时对接触刚度进行了实验研究。仿真与实验结果表明,有安装接触面的悬臂梁固有频率随着法向接触刚度与摩擦系数的增大而增大,且有安装接触面的悬臂梁固有频率小于约束端完全固定的悬臂梁固有频率。     

热振环境下纤维增强悬臂复合薄板的固有特性

基于哈密顿原理建立了纤维增强悬壁复合薄板的动力学方程,并利用双向梁函数法对其固有频率进行求解.然后,编写了Matlab计算程序,并给出了热振环境下分析其固有特性的具体流程,最后,搭建了该类悬臂复合薄板结构在热振环境下的固有特性测试系统.并以TC500碳纤维/树脂复合薄板为研究对象,对其固有频率进行了测试.结果表明,热振环境下纤维增强悬臂复合薄板固有频率计算结果与实验结果的误差在15%以内,且振型结果也与测试振型结果一致,进而验证了所提出的理论分析方法的正确性.     

叠层板型元件模型临界流速与失稳挠曲线分析

对一个叠层板型堆芯元件实验模型的临界流速进行了理论、数值分析，将该结构视为多层平行梁与整体单梁的对接问题，根据各梁的挠曲线方程及对接处的连续性条件和平衡条件，建立了临界流速和失稳挠曲线方程系数的特征方程，并采用隐式迭代法对其进行数值求解。     

不重叠多分层纤维增强复合梁固有频率分析及验证

首先，针对复合梁各向异性的特点，利用子结构分析法分段表达各子梁的振型函数，明确复合梁固有频率的求解原理;然后，基于Matlab编写计算程序，提出不重叠多分层复合梁固有频率的分析流程;最后，以TC500碳纤维/树脂基复合梁为研究对象，搭建了复合梁固有频率测试系统，测试获得其未分层、单分层和不重叠多分层损伤下的固有频率.研究发现，随着分层数量增加，固有频率逐渐下降，且随着模态阶次升高，对固有频率的影响愈发明显;同时，试验与计算结果的误差在1.06%~5.49%之间，验证了所提出计算方法的正确性.     

裂纹梁固有频率对参数敏感性分析

为了完善敲击实验理论,确定各种参数误差对裂纹识别的影响程度,从而提高敲击实验的准确性,选取几种典型裂纹梁的几何参数与物理参数,设置相应的参数误差,通过仿真逐一分析裂纹梁固有频率对不同参数的敏感性．同时针对不同几何参数,具体分析了其加工误差对实验结果的影响,并用精加工的试件进行了敲击实验．结果表明：矩形截面裂纹梁固有频率对高度和长度较为敏感,圆形截面裂纹梁固有频率对半径和长度较为敏感,在试件加工及敲击实验中,对这几个参数的精度须严格控制．     

结构分析模型的修正与振型扩充技术

在利用实测的结构动态特性修正结构分析模型中，针对实测低阶固有频率，固有振型含有测量误差，造成结构特征方程不适定性的问题，以及实测振型的坐标数比分析模型指定的坐标数少的问题，本文给出了直接利用结构的特征方程，修改结构分析模型和振型扩充的方法。通过实例对方法的可靠性、有效性进行了验证。     

基于摄动分析的密频结构可控性研究

为研究密频结构频率密集度对结构可控性的影响,从密集频率结构的基本振动方程入手,针对三自由度的密频结构,采用摄动分析方法推导了闭环系统频率、阻尼比和摄动量的相关方程。在速度反馈和状态反馈情况下,讨论了结构频率密集度对结构可控性的影响,并对不确定参数对结构模态阻尼比的影响进行了分析。分析结果表明,对于采用速度反馈、位移反馈的闭环系统,随着结构频率密集度的降低,结构的部分模态阻尼比逐渐趋向于零,相应的结构模态趋于不可控。考虑了结构刚度和质量不确定参数对密频结构可控性的影响,结果表明不确定参数会影响密频结构不同模态之间的耦合程度,进而改变结构的可控度。     

基于摄动法的密频结构可控性

为研究密频结构频率密集度对结构可控性的影响,针对3自由度的密频结构,从结构基本振动方程入手,采用摄动分析方法推导了闭环系统频率、阻尼比和摄动量的相关方程.在速度反馈和状态反馈情况下,讨论了结构频率密集度对结构可控性的影响,并对不确定参数对结构模态阻尼比的影响进行了分析.分析结果表明,对于采用速度反馈、位移反馈的闭环系统,随着结构频率密集度参数的减小,结构的部分模态阻尼比逐渐趋向于零,相应的结构模态趋于不可控.考虑了结构刚度和质量参数不确定性对密频结构可控性的影响,结果表明参数不确定性会影响密频结构不同模态之间的耦合程度,进而改变结构的可控度.     

两种方法分析受预紧力纳米梁的线性振动之比较

基于非局部理论,建立了受初始拉力的纳米梁的横向自由振动的力学模型。考虑了非局部效应对于固有频率和振动模态的影响,并以两端简支纳米粱为例,运用分离变量法和多尺度分析法考察了粱的线性振动特征。分别讨论了振动模态与无量纲化轴坐标,以及固有频率与非局部参量的关系。两种方法求得结果非常接近,这证明了新建纳米梁横向振动模型的有效性。     

黏弹性地基梁振动的微分求积法分析

探讨了黏弹性地基上有限长Euler-Bernoulli梁的横向振动.主要研究梁的固有频率和简谐均布荷载作用下的动力响应.将微分求积方法(DQ)直接应用于自由与受迫振动控制方程中.在简支边界条件下,得到横向自由振动的固有频率,并与复模态分析方法的结果进行比较.数值结果表明DQ与复模态分析方法得到的前七阶频率值高度吻合,但随着阶数的增长,两种方法数值间的微小差异值增大.数值结果还表明, 在均布简谐荷载作用下,经过短暂的瞬态响应后,梁的振动频率与外部荷载振动频率一致.     

矩形AT切石英谐振器寄生振动模式的有限元分析

随着实际应用中的谐振器向小型化与高频发展，AT切石英晶体谐振器中寄生振动模式增多，寄生振动模式与主模式厚度切为模式之间的耦合问题越来越突出，因此有必要与晶片X和Z′尺寸均有关的寄生模式进行理论分析，以Mindlin的二维晶片方程为基础，运用有元法求解AT切石英晶体谐振器的振动模式，得到了晶片频率随A长度变化的频谱图，其结果与Koga的实验结果比较，符合得比较好，与通常用解析解的方法分析的结果相比较，有限元法的优越性在于可得到更多的非直行波模式（非晶片长、宽方向），还可以模拟出各模式的主要位移分量的波形图，对抑制寄生模的大小有减少寄生模与主模的耦合提供了更详细的分析资料。     

TBM刀盘系统多自由度耦合固有特性及敏感度

综合考虑时变啮合刚度、轴承刚度、综合传递误差、阻尼等影响因素,建立了TBM刀盘系统的平移-扭转-倾覆多自由度耦合动力学模型.基于实际工程项目的刀盘系统参数求解固有频率和振型,并研究系统参数对固有频率的影响及敏感度问题.研究结果表明,刀盘系统低阶固有频率为57和61 Hz,对应振型分别为电机和小齿轮的纯扭转振动及刀盘和大齿圈平移倾覆耦合振动,刀盘分体的切向支撑刚度和质量的敏感区间分别为3~4 GN/m和19~23 t.     

空间网架结构竖向抗震性能的简化计算

将网架简化为考虑剪切变形的交叉梁系，用有限元法分析其竖向抗震性能，在动力分析中，忽略转动惯量的影响，对总刚矩陈进行刚度集聚，建立网架竖向振动方程，然后通过子空间迭代计算其自振频率和振型，再利用振型分解反庆谱法求各振型下竖向地震作用效应并进行组合，文章同时给出了梁元法与空间桁架位移法精确解的误差比较，其精度满足工程要求，并且计算速度快，所占存贮空间少。     

轴向运动正六边形板的自由振动

本文研究了在轴向运动激励下正六边形薄板的横向自由振动问题。应用Reddy三阶剪切变形板理论刻画板的力学状态,采用6节点三角形单元离散求解域,利用虚功原理建立系统的动力学有限元方程。数值算例选取2种典型布置形式,并分别考虑固支和简支2种边界条件。通过求解系统方程得到了前四阶固有频率,经与ANSYS计算结果对比,验证了本研究方法的准确性。研究发现,速度通过离心力和科氏力影响系统固有振动,且速度与各阶频率反相关。正六边形板的第二和第三阶振动分别有2种模态,速度为零时其固有频率相同,但随着速度的增大逐渐分离。本文揭示的若干动力学现象可为轴向运动正六边形薄板的设计和优化提供参考。     

不对称模态密频结构的主动控制

分析了具有不对称模态的密频结构在脉冲荷载作用下,采用单主动质量阻尼器(AMD)和双AMD在速度和状态反馈下进行主动控制时,两个密集频率模态之间的模态阻尼比的分布规律;通过构建采用具有密集频率的斜拉桥模型并进行了主动控制试验,通过模态分析将试验结果和理论分析结果进行了对比验证,结果显示了较好的吻合程度.