六参数实用黏弹性阻尼结构基于Davenport风谱风振响应的复模态法

针对六参数实用黏弹性阻尼耗能结构,基于Davenport风速谱系列响应问题进行了系统的研究.首先,利用六参数黏弹性阻尼器的微分型本构关系,建立了耗能结构基于Davenport风速谱激励下的运动方程;然后,运用复模态法将耗能结构的运动方程由二阶微分方程转化为一阶方程,获得了耗能结构系统对风振激励响应的频域解和功率谱密度函数表达式;最后,利用数学恒等式,基于随机振动理论获得了耗能结构系统在Davenport风速谱激励下的响应和阻尼器受力的解析解.该文方法不仅考虑了结构系统在风振激励作用下全振型展开的结果,表达式较现有结果更为简便,效率及精度更高,且适用于非经典阻尼结构.

单层网壳结构非线性稳定的随机缺陷模态法研究

采用随机缺陷模态法对凯威特–联方型单层网壳进行非线性稳定分析,研究了随机缺陷空间样本数量、矢跨比等因素对网壳结构稳定极限荷载的影响,并将随机缺陷模态法计算结果与一致缺陷模态法计算结果进行了对比.结果表明:采用概率统计方法对该网壳进行稳定分析时,随机缺陷样本数量应不小于90;对于矢跨比较大的单层网壳结构,采用一致缺陷模态法计算稳定临界荷载的概率可靠度较低,需要采用随机缺陷模态法加以验证;当网壳结构的矢跨比小于1/6时,两种初始缺陷分布方法计算出的稳定承载力较为接近.

带TMD结构随机地震响应分析的复模态法

本文对多自由度带TMD结构的随机地震响应问题进行了系统研究。首先将结构简化成多层剪切型模型 ,然后建立运动方程 ,根据结构的振动反应以第一振型为主 ,将结构按第一振型展开 ,针对所得方程为非经典阻尼、非对称质量和非对称刚度情况 ,运用复模态理论进行解耦 ,获得了以第一振型表示的结构地震响应的解析解 ,对单自由度体系 ,此解即为结构响应的精确解 ,从而建立了两自由度体系在任意非经典阻尼、非对称质量和刚度情况下随机地震响应解析解分析的一般方法。本文方法也可用于基础隔震结构和无损伤“加层减震”加固结构的随机地震响应分析与优化设计。

高层建筑TMD风振控制分析的复模态法

本文对带TMD的高层建筑风振响应问题进行了系统研究。首先建立了运动方程 ,然后用第一振型将主体结构展开 ,针对所得方程为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 ,用线性滤波过程生成脉动风谱 ,用复模态理论和扩阶法进行解耦 ,获得了等效风谱对应的以第一振型表示的结构风振响应的解析解。本文方法可用于带TMD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。

基础隔震结构随机地震响应分析的复模态法

本文对多自由度基础隔震结构的随机地震响应问题进行了系统研究 ,首先建立了运动方程 ,然后用第一振型将上部结构展开 ,针对所得方程为非经典阻尼、非对称质量和非对称刚度情况 ,用复模态法解耦 ,获得了以第一振型表示的结构地震响应的解析解 ,对单自由度体系 ,此解即为结构响应的精确解 ,从而建立了两自由度体系在任意非经典阻尼与非对称质量和刚度情况下随机地震响应解析解分析的一般方法。本文方法也可用于带TMD减震结构、无损伤“加层减震”

隔震结构非线性随机地震响应分析的复模态法

本文对多自由度双线性滞变隔震结构在过滤白噪声地震激励下的随机响应问题进行了系统研究。首先建立了结构非线性运动方程 ;然后根据非线性随机振动理论对运动方程进行等效线性化 ;最后用复模态法获得了等效线性方程的解析解 ,将复杂的非线性随机响应问题简化为求解一元非线性代数方程问题 ,并给出了算例。从而建立了多自由度隔震结构非线性随机响应复模态分析的一整套计算方法。

基础转动结构随机风振响应分析的复模态法

对多自由度基础转动结构随机风振响应问题进行了系统研究。针对用上部结构第一振型展开所得方程为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情况 ,用线性滤波过程生成脉动风谱 ,用复模态和扩阶法进行解耦 ,获得了等效风谱对应的以第一振型表示的结构响应解析解 ,对单自由度体系 ,此解即为结构响应精确解。该方法可用于带TMD或TLD结构的风振分析和优化设计。

板片空间结构的改进一致缺陷模态法

目前工程上对结构进行缺陷稳定分析的主要方法是一致缺陷模态法。而利用该法对板片空间结构进行缺陷稳定分析得到的并不是结构的最小临界荷载。为此提出了改进的方法,即通过N-R法来引入结构的初始几何缺陷。为了检验改进方法的可行性,采用一个单层模型试验加以验证并且通过随机缺陷模态法得到了改进方法的可靠度。通过以上的检验,改进方法是可行的。这对板片空间结构的设计和研究有着重要的意义。

基于工作模态法的动力总成刚体参数识别

介绍一种基于多参考点最小二乘频域法(一种工作模态法)的刚体参数识别方法。它适用于具有阻尼和非线性刚度支承的系统(如汽车动力总成),可在实车工作情况下对动力总成的模态参数和惯性参数进行识别。通过实验验证了该方法的有效性。

基于工作模态法的动力总成刚体模态参数识别

介绍工作模态法(PolyM ax方法)进行动力总成工作模态分析的优点,并模拟整车工作情况下对动力总成的模态参数进行识别,得到动力总成的各阶刚体模态,通过实验识别模态和理论计算模态的对比,说明采用工作模态法能够较准确地识别出动力总成的实际刚体模态。

基于应变模态法识别刚架桥梁的损伤

基于应变模态方法,对刚架桥的损伤识别进行了研究。通过对某刚架桥在不同损伤工况下的数值仿真计算,探讨了应变模态方法用于刚架桥损伤识别的能力。计算结果表明:利用应变模态差曲线能比较准确地识别出刚架桥的损伤位置;应变模态差曲线在刚架桥损伤单元处的跳跃幅值随单元损伤程度的增加而增大,依此可定性地识别出刚架桥的损伤程度。

铁路车桥耦合振动模态法分析

以钢桁梁桥自由振动的模态和正则坐标作为桥跨结构振动的位移函数,将列车-钢桁梁桥作为一个系统,计算正则坐标下钢桁梁桥及车辆的总势能.基于弹性系统的总势能值不变原理及形成矩阵的对号入座法则,建立了车桥时变系统在正则坐标下的振动方程,有效减少了车桥振动的自由度和计算工作量.以某铁路为例,计算了连续钢桁梁桥车桥系统的振动响应,并用模态法和非模态法进行对比,最小误差为0.16%.

基于运行模态法的动力总成刚体模态试验研究

介绍两种基于运行模态法的动力总成刚体模态参数识别方法,即频域分解法与时域随机状态子空间辨识法。发动机怠速工况下,运行模态法可以识别出动力总成悬置系统在垂向跳动与绕侧向俯仰的刚体模态,并且可以识别出动力总成怠速激励下的谐波模态;而动力总成受到白噪声激励,运行模态法可以识别出动力总成悬置系统的全部六自由度刚体模态。从对比可知,运行模态法识别的模态参数与常规试验模态法结果基本一致,表明利用工况激励法进行模态参数识别是行之有效的。

部分主动约束阻尼梁振动的假设模态法建模

基于夹层结构的Mead-Markus基本假设,使用假设模态法对部分主动约束阻尼覆盖的梁结构进行建模和计算,并与有限元结果进行比较。重点研究压电层厚度、阻尼层厚度、ACLD长度和位置对模态损耗因子的影响。研究表明,适当增加压电层厚度,减小阻尼层厚度,增加ACLD长度有利于增强阻尼效果。

带TLD结构基于Davenport谱随机风振响应分析和风荷载取值的复模态法

对带TLD控制系统的高层建筑随机风振响应和等效静态设计风载取值问题进行了系统研究。针对主体结构用第一振型展开所得方程为非经典阻尼和非对称结构运动方程,用复模态理论解耦,并利用随机振动理论获得结构风振响应解析式,建立了将结构分解为一系列等效单自由度体系的一般方法,继而利用等效单自由度体系随机风振响应的解析解,获得了带TLD结构基于现行规范Davenport谱随机风振响应和等效静态设计风载的解析解,并给出算例,从而建立了非经典阻尼非对称被动控制结构基于Davenport谱随机风振响应和风载取值的一般解析方法。由于获得解析解,故本文方法可用于带TMD、TLD等结构基于动力可靠度约束的抗风优化设计。此外,由于建立了将结构分解为一系列等效单自由度体系的一般方法,利用等效单自由度体系与抗震反应谱的关系,本文方法还可用于非经典阻尼非对称被动控制结构基于抗震反应谱的地震作用取值。

结构动力分析的应变模态法

本文在位移模态分析理论的基础上,发展了应变模态分析原理和方法,阐明力—应变传递函数矩阵的构成特点、测量方法以及它与位移传递函数之间的联系。运用电阻应变计可直接测量应变传递函数曲线,并据以进行模态参数识别,从而可直接建立振动应变响应的计算模型,相应地也就得到了应力计算模型。

拱桁组合体系桥车桥振动分析的模态法

首先计算出拱桁组合体系桥梁的自振特性,以桥梁自由振动的模态和正则坐标作为桥跨结构振动的位移函数,将列车—桥梁作为一个系统,计算出在正则坐标下的桥梁结构及车辆的总势能。基于弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的"对号入座"法则,建立并求解车桥时变系统在正则坐标下的空间振动方程(一个方程组,而不是车桥各自独立的两个方程组),分别计算桥梁结构的20、40、60和90阶振型。计算货物列车以80km/h速度的通过某拱桁组合体系桥梁的车桥系统的振动响应并与非模态法的计算结果对比,最小误差为0.17%。

海洋平台动力响应分析的复模态法

运用复模态理论对考虑结构与流体相对运动的运动微分方程中非经典阻尼的解耦问题进行了理论分析 ,推导了结构位移反应的统计特性 ,得出了输出反应的位移、速度、加速度的标准差与峰值结构响应的数值解 .针对某典型平台在随机波浪荷载作用下的统计响应进行了计算 ,计算结果表明 :当考虑结构与波浪的相对运动时按复模态理论计算得到海洋平台结构底层位移响应标准差相对于传统方法增大 2 1.6 % ,峰值增大 2 1.9% .两种计算结果的相对误差是比较大的 ,因此对柔度较大 ,水位较深的钢质海洋平台在计算时考虑结构与波浪相对运动运用复模态理论 ,可以减小计算误差 。

模态子结构法及实验模态法在超高速数控飞行转台设计中的应用

模态子结构法在对超大型器件的模态分析中比对一般模态分析更有优势:可以减少计算量,减小计算误差,便于采取分布式计算分析的方法,减轻计算机的计算负荷,并在保证计算结果精度的基础上提高计算效率。实验模态分析方法是结构模态分析的另一重要手段,与有限元数值解析及近似模拟分析法相结合可以很好地分析结构的动态特性,并可用来验证有限元模态分析结果的正确性。对火箭滑橇上搭载的大型超高速导弹数控飞行转台进行了模态子结构分析,将得出的结果和数据与实验模态分析的结果相比较,验证了这种方法的有效性,为模拟导弹性能的超高速数控飞行转台的动力学设计提供一种新的思路。

重根特征向量导数计算的完备模态法

1 引言特征向量导数是结构动力优化分析和控制系统设计过程中很重要的参数;近些年来,在模型修正以及结构参数识别与诊断中也往往需要特征向量导数的信息:另外,特征向量导数还是“灵敏度分析”的一个重要部分.目前计算特征向量导数的部分方法有Fox(含改进Fox 法)、Nelson 法(含改进Nelson 法)、模态法和扰动迭代法.众所周知,求解特征向量导数的“支配方程”(K-λ_iM)(?)_(i,j)=(λ_iM_(?)+λ_(i,j)M-K_(?))(?)_i=g_i (1)的系数阵为亏秩阵;对于单根为亏秩1;对于m 重根就亏秩m.Fox 法和改进Fox