随机激励结构-声场耦合振动声学数值仿真研究

结构随机振动产生的噪声场为随机声场,其数值仿真对随机振动结构的降噪设计有重要意义。建立了结构-声场耦合随机振动的有限元模型,推导了声学响应函数的计算方法,利用声学响应函数和激励谱密度函数推导了响应声压的自谱密度函数。以薄板和三维声场耦合随机振动为算例,计算了1Hz～200Hz的声学频率响应函数,并计算了系统受常谱密度和变谱密度随机载荷激励时系统的声学响应。理论推导和实例结果表明,随机振动的声学响应特性取决于声学频率响应函数和激励谱密度函数。     

高速磁浮车桥系统随机振动特性仿真研究

基于动力有限元和耦合振动理论建立了高速磁浮列车一轨道梁动力学模型，通过仿真计算得到了随机不平顺对系统动力指标影响规律，随机振动功率谱分析结果表明了理论计算的有效性。通过此项研究，为进一步探讨高速磁浮铁路列车与轨道相互作用问题、完善磁浮线路设计及养护维修工作打下良好的基础。     

水润滑轴承的动态仿真分析

利用有限元方法研究了水润滑轴承的三维模态及其应力分布规律和谐响应结果,模态频率与实验结果基本一致.由水润滑轴承的物理模型建立其三维数值分析模型,并应用有限元工具求解,分析了外壳材料对特征频率的影响关系,并着重探讨了内外层材料结合对谐响应的影响规律,为降低试验成本以及材料设计和结构改进提供依据.     

基于响应面法的空降车缓冲气囊参数优化研究

提出了应用响应面法对空降车气囊缓冲系统的参数进行优化的方法.通过建立车体-气囊非线性有限元模型,选择缓冲气囊的排气孔面积以及排气孔开启压力作为优化变量,将车体冲击加速度峰值最小作为优化目标,采用析因设计和中心组合设计两种试验设计方法并运用最小二乘法进行二阶多项式方程的参数估计,建立二阶响应面模型.然后利用遗传算法进行优化求解.优化前后气囊缓冲特性的对比结果表明,优化后车体冲击加速度峰值减小了23.8％,气囊的缓冲性能有显著提高.     

基于 Johnson 分布体系的随机振动环境测量数据归纳

为了解决现有随机振动环境测量数据归纳方法不能处理非正态分布数据的难题,提出了利用John-son分布体系转换非正态分布数据进行处理的数据归纳方法。此方法基于Johnson分布体系理论,对Johnson分布选择准则中百分位点z值的确定进行了讨论,并给出了优化z值的选择流程,从而获得合适的Johnson分布转换非正态分布数据,并进一步确定出非正态分布情形一定概率下的随机振动环境测量数据上限。工程实例验证了该方法的有效性和实用性。     

多点随机振动试验控制技术

对多点随机振动试验控制技术进行讨论和研究,给出整体控制方案、控制算法以及一些相关实现技术。在LabWindows/CVI环境中开发了一个双振动台随机振动试验控制系统样机,简单介绍了该系统的设计和闭环控制方法,并进行了连台实验。对实验结果进行了分析,讨论了多输入多输出系统的耦合性问题、共振点和反共振点问题。分析结果表明:在一定试验条件下,所采用的控制算法是可行的,且能够达到试验要求。     

船用加筋板在水下接触爆炸作用下动态响应数值分析

针对船用加筋板复杂结构在接触爆炸载荷作用下的动态响应,采用高动态非线性有限元程序LS-DYNA对六种加筋板结构进行数值模拟,分析了结构的变形损伤.在此基础上分析了板架最大塑性应变出现的位置、有效应力、加速度等动态参数随时间的变化曲线.结果表明加筋的设置方式对板架的变形有一定影响,但加筋都能够协调和减小板架变形,增强其抵抗爆炸冲击波的能力,使结构偏于安全,对舰船抗爆设计具有一定的参考价值.     

振动技术在可靠性应用中的最新发展

本文讨论振动技术在可靠性工程中的两项最新应用,即随机振动应力筛选和振动故障诊断。同时作了理论分析,并说明这两项应用的实际价值及其发展前景。     

多点同步并激振动试验控制系统的设计与实现

针对类似导弹的细长条试件进行振动试验,难以实现振动与应力分布的均匀性,需采用多点同步并激振动试验才能达到试验要求,研制了多点同步并激振动试验控制系统。对多点同步并激随机振动试验控制提出系统均衡综合方法,以弥补不同均衡方法的不足。使用多处理器结合扩展总线通讯模式的硬件结构和多层次模块化的软件结构,对系统进行了实现。实验结果表明,该控制系统对多振动台同步振动试验控制效果良好,满足试验要求,具有一定的实用价值。     

基于有限元分析的弹载二次电源高加速寿命试验仿真模拟

针对高加速寿命试验(high accelerated life test, HALT)开展难度大、设备要求高的特点, 为获取某型导弹弹载电子设备温度工作极限, 基于有限元理论在开展温度场分布和等效应力分析的良好效果, 选取某型导弹导引头二次电源为研究对象, 开展HALT仿真试验。首先, 开展二次电源组件有限元分析, 建立三维模型, 定义材料参数, 进行网格划分, 设定边界条件。然后, 按照二次电源组件HALT方案设计要求和温度分析理论, 基于ANSYS软件开展组件的HALT仿真试验, 得到组件在高、低温步进应力载荷下的温度梯度分布和等效应力分布。最后通过分析试验结果, 确定二次电源组件高、低温工作极限范围。仿真试验表明, 二次电源组件在高温135 ℃会因为焊点脱落发生失效, 这为通过HALT仿真试验获取产品可靠性信息提供了新思路。     

基于杜芬系统的线性化准则与振动机理研究

基于等效化误差率和熵值误差率两种评估指标并分别利用响应矩受限和方程差均方最小等效化准则,对比分析了高斯白噪声作用的杜芬系统稳态响应分布线性化解析解的预测精度;探讨了系统参数和激励强度的相关性及其对系统振动的综合影响.结果表明,线性化解的预测精度受最大熵原理支配;方程差均方最小准则规定了线性化解的基本属性,而采用已知矩信息可以改善线性化解的预测精度;上述两种评估指标的结论具有一致性;系统参数和激励强度对系统响应的影响可按相对刚度硬化系数综合表述.     

初探阵列误差对矢量阵波束形成系统的影响

针对阵列误差是制约矢量传感器阵列波束形成系统性能的重要因素,在提出用运动学中的"广义欧拉角"来描述阵元姿态误差的基础上,建立了阵列误差的高斯扰动模型,进而推导了基于矢量传感器阵列的实际波束响应的理论表达式,并深入分析了各类随机阵列误差对系统性能的影响,得出若干条颇有意义的结论,最后给出了仿真实验验证结果。     

运用基于拟随机数的响应曲面法改进电路模拟

由于低成本与高效率, 电路模拟已经成为电路设计的必需环节, 不过已有的电路模拟软件仍然不能满足业界对精确度及速度的双重要求. 针对MOS管元件, 采用响应曲面法建立输出与输入的近似关系模型, 将复杂的电路计算简化为线性运算, 大大减轻了工作量, 提高了速度. 同时为了保证精度, 对模拟中随机点的选取加以改进, 用均匀性更好、更具代表性的拟随机数取代通常的伪随机数, 对于同样数量的随机点, 拟随机数得到的模拟结果明显优于伪随机数的. 由此就可以在保证精度的同时提高效率. 通过模拟得到了很好的结果.     

两端固定弦振动方程的Kriging校正模型

系统误差和随机误差的存在使生产过程中的观测值偏离工程模型的理论设计值,影响预测和控制的效果。针对两端固定弦的振动特点,结合观测数据用Kriging模型拟合系统误差和随机误差,校正振动方程的理论预测。通过分析外部随机扰动引起的系统误差的特点,为Kriging模型选择一组特定的基函数。模型还被推广到振动方程无解的情况。基于观测数据的交叉检验结果说明模型能够有效改善预测效果。通过模型不仅能控制振动过程的设计值,还能控制系统误差,为研究弦振动的控制问题提供了新的方法。     

线性定常模糊随机系统的响应分析

证明了线性定常模糊随机系统的输出在均方意义下的收敛性,并给出了系统响应的模糊概率特征关系方程。     

基于自适应陷波器的主动隔振仿真研究

自适应陷波器可以对陷波频率处的信号进行有效衰减，而对其他频率的信号影响较小，因而在有源消声、信号提取等方面得到广泛应用。以与振动干扰同频率的正弦信号作为前馈控制系统的参考输入，采用滤波LMS算法对控制权值进行调整，证明对单频和多频干扰进行主动隔振时系统的结构均等同于自适应陷波器，因而可以对周期性振动进行有效的隔离。仿真结果表明，在振动干扰中存在随机噪声的情况下，所提出的控制方法对于周期性振动仍具有较好的控制效果。     

驾驶员模型随机性研究与仿真

通过系统辨识求取驾驶员频率特性,对已知结构的驾驶员模型,采用模型参数辨识的最小二乘法计算驾驶员操纵行为参数。并进行统计分析,研究驾驶员操纵行为参数随机性存在的规律。提出了基于对数正态分布与截尾正态分布的随机变量的建模方法,验证了模型的准确性。推导出了服从对数正态分布与截尾正态分布随机数的产生方法,并对随机驾驶员模型进行仿真。