复合材料发动机的模态试验与分析

本文介绍了某复合材料发动机的试验模态分析方法,并应用计算机模态分析系统获得了其前５阶模态参数及振型,为其结构的改进设计提供了依据。     

非线性振动系统中的模态对应原理

出于系统非线性因素的存在，非线性模态具有许多与线性模态不同的性质，但非线性模态与线性模态类似，它同样反映了系统的一种同步运动关系。刘练生等根据Rosenberg非线性模态理论得到了关于非线性保守系统、非线性自治系统和非线性非自治系统的模态包含原理，在此基础上，本文提出了非线性振动系统中的模态对应原理，并给出厂模态对应原理的严格证明。该原理指出：无论非线性振动系统具有相似模态还是具有非相似模态，n个自由度的非线性振动系统至少具有n个非线性模态，且这n个非线性模态形式上对应于该非线性振动系统对应的线性振动系统的n个线性模态。算例表明该原理能够用于寻求非线性振动系统中形式上与相应线性系统的线性模态相对应的非线性模态。     

各向异性层合阻尼材料的模态应变能分析

将大型有限元软件ANSYS10．0引入到各向异性层合阻尼材料的结构分析中,应用基于应变能的模态分析方法研究了各向异性层合阻尼材料的固有频率和总应变能分布随材料主控参数的变化情况,为进一步分析各向异性层合阻尼结构的阻尼性能奠定基础。分析结果表明：主控层第5层的纤维铺设角度和第2层的铺层厚度分别取90°和0．5mm时试件的结构损耗性能最优。     

持续气动加热环境下的结构热载荷分析与应用

气动热问题是制约高超声速飞行器发展的关键问题之一,其产生的热流对结构固有特性具有显著的影响。热模态分析是研究热载荷对结构固有特性影响的一个重要方法,其分析结果对防热结构的选材与设计具有重要的参考价值。针对高超声速飞行器进气道前缘结构开展了热载荷分析与应用研究,计算了结构在冷壁热流及通过流-固耦合法解算的热壁热流两种载荷条件下的温度场及前三阶模态的振动幅度与固有频率的变化情况。结果表明:采用流-固耦合算法解算的热载荷适用于持续气动加热环境下的结构热分析及热模态分析。耦合计算600 s后受热结构逐渐趋于热平衡,此时最高温度达到1 200 K左右,前三阶模态的最大相对振动幅度分别增长了24.4%、5.6%和36.7%,固有频率分别下降了14.1%、8.8%和9.9%。     

基于模态曲率相关性分析的结构损伤定位方法研究

基于对灰色相关性分析在结构损伤中的已有研究,对基于灰色模态曲率相关性分析的动力损伤识别技术进行了深入研究,首次提出了基于一阶振型数据的损伤定位敏感因子一模态曲率置信因子（MDCAC）,通过该参数的变化曲线,就可以根据不同节点在损伤前、后的模态曲率因子的大小实现对结构的损伤定位。通过悬臂梁的数值分析,验证了模态曲率置信因子（MDCAC）是一个对损伤极为敏感的参数,该参数不仅对单损伤可以准确定位,对于相邻的多损伤、不相邻的多损伤都可以精确识别,即使是小到1％的微损伤也可以通过该参数的变化曲线对损伤单元准确识别。运用该因子进行损伤定位时,只需结构的一阶振型数据,而且不论数据量的多少,该因子都能对损伤单元进行准确的定位,因此该方法在大型结构及复杂结构的损伤识别中具有广阔的应用前景。     

基于Bendakhlia模型的遗传算法拟合IPR曲线新方法

针对经典理论流入动态曲线公式应用的局限性,虽有很多模型对其进行了修正,但因为理论模型考虑因素的限制,无法得到适用于各油藏的通用IPR曲线方程。根据不同油藏条件下油井系统试井测试结果,采用遗传算法,结合Bendakhlia模型,可动态回归出适用于各油藏区块条件下的模型参数进行产能预测。并结合IPR曲线拐点计算,确定了该回归模型的计算产量范围。该范围完全满足机采优化设计的范围需要,并可将最低流动压力设为优化设计井底流压极限值。以此为基础,编制了实用产能预测程序,并将计算结果与矿场实测数据对照,应用结果表明,计算结果准确可靠,完全可用于油井合理产能的确定和产能预测。     

某发动机高压压气机第三级转子叶片模态分析

选取某民用航空发动机高压压气机第三级转子叶片为分析对象,在介绍模态分析基本理论的基础上,于有限元软件ANSYS Workbench中建立起叶片的三维有限元模型,并对叶片的固有模态及共振特性进行了数值分析,得到该叶片在静止情况下、常用转速工况下的固有频率和振型。最后分析了该级叶片前后的整流环静叶在气流通道中形成的尾流激振力,对该级转子叶片的影响,画出叶片共振图。利用共振图可以找出共振时,叶片的频率、振型和激振力频率,为后续结构分析和排故提供依据。     

少片变截面钢板弹簧的有限元分析

以有限元分析理论为基础,应用ANSYS分析软件,对少片变截面钢板弹簧进行了静力分析和模态分析。得到了钢板弹簧满载时的应力分布云图、应力-位移曲线、六阶不同阵型图,为少片钢板弹簧的前期设计开发提供了模态特性预测参数和强度评价及疲劳寿命的科学依据。     

微重力下球形容器内液体晃动的模态分析

通过对微重力下球形容器内液体晃动的力学模型进行分析,将其模态函数用高斯超几何级数表示出来,然后对自由振动和受迫振动2种情形给出了速度势函数和液体表面位移函数关于所选择模态的数学表达式.     

修磨机格里森弧齿锥齿轮有/无接触模态分析

磨头是磨床的核心部件,其壳体及轴承、齿轮等内部零件的工作状态受坯料表面冲击的影响很大。为了保证磨头保持稳定的工作状态,必须考虑内部齿轮接触冲击和外部冲击的影响。首先确定了螺旋锥齿轮的主要参数,建立了弧齿锥齿轮的二维模和三维模型,并根据一定的规则对模型进行了简化。最后,得到了弧齿锥齿轮振动模态和固有频率的前10阶自由模态,并得到了前6阶接触模态的振型和固有频率,分析了有接触和无接触两种情形下对齿轮模态的影响。结果表明,接触模态的固有频率比自由模态略有提高,且各阶振型相似。弧齿锥齿轮的应力和变形主要集中在接触区域,其次是齿根区域的压缩侧和张紧侧,最大应力发生在较小齿轮啮合开始进入齿根时刻。