基于等效单自由度的涡轮扫频振动研究

针对有限元方法对扫频工况下涡轮振动求解出现的困难,提出了基于等效单自由度的涡轮结构振动扫频算法,并对涡轮扫频振动特征进行分析.建立了涡轮流固耦合计算模型,使用非线性谐波法得到了涡轮表面的气动激励,使用谐响应方法分析了涡轮的稳态振动特性.基于能量原理,建立了涡轮等效单自由度计算模型,通过与稳态振动结果的对比,验证了方法的可行性与正确性,并利用所建立模型分析了涡轮的扫频振动特征.结果表明,涡轮在扫频工况下响应峰值、半功率带宽以及响应曲线形状等特征与稳态工况存在差异.等效单自由度算法与有限元方法计算得到的涡轮响应误差小于10%,共振峰偏移率小于1%.

基于HHT的单自由度结构渐进损伤识别方法

为了解决结构健康监测中非平稳随机信号的时变性并有效地监测损伤过程,研究了基于Hilbert-Huang变换的结构渐进损伤识别方法。首先,该方法模拟产生单自由度结构系统发生渐进损伤的加速度振动信号;然后对加速度振动信号进行经验模式分解,将其分解为多个平稳的固有模式函数之和;最后再选取若干个包含主要损伤信息的固有模式函数进行Hilbert变换,提取瞬时频率作为特征参数进行损伤特征提取。研究结果表明,瞬时频率可以作为结构渐进损伤的特征参数,它对损伤较敏感;损伤前后,瞬时频率会发生明显的变化。

多—单自由度体系等效转换的若干问题的探讨

提出等效单自由度体系的概念,阐述了等效的前提条件,叙述了两大不同的等效模式,着重分析了不同侧移模式和水平荷载分布模式对等效体系建立的影响,指出等效参数求解中存在的问题,最后对框架结构的等效转换简化计算提出建议,并对适用的计算方法作出探讨。

考虑水晃动作用时椭球形水塔的地震反应分析

针对实际工程,首先利用计算流体动力学软件FLUENT建立可以考虑水晃动作用影响的椭球形水塔的动力计算模型,然后对该水塔结构在不同水深情况下的自振频率和阻尼特性以及在不同地震波动下的时程反应进行计算分析。计算结果表明:椭球形水塔中水体的晃荡作用有明显的TLD效应,能够有效地减小水塔的地震反应。

单自由度结构监测传感器布置优化仿真

针对传感器布置时存在运行时间较长,精度较低的问题,提出基于单自由度结构监测传感器布置优化方法。根据达朗伯原理运算出等效单自由度微分方程,采用多项式拟合曲线衰减荷载了解等效时长与作用时长之间关系,并运用有效独立法获得测点的模态数据去除自由度,使Fisher信息矩阵行列式值最小化。利用模态保证准反映有限元软件计算的模态,使由传感器布置的测点得到的结构各阶振型尽可能线性独立。运用插值拟合得到未测点的模态响应,得出整个结构的模态数据。依据Fisher信息矩阵准则,获取模态振型的特性,完成对监测传感器的布置优化。实验结果表明,所提方法能够快速完成传感器优化布置,且具有较高监测精度。

基于小波包分析地震作用下单自由度体系结构动力响应的特点

在小波包分解技术和简谐波动力计算的基础上,对地震作用下单自由度体系结构的动力响应特点进行研究.结果表明,利用小波包分解技术的拟合简谐波对地震动的响应分析是可行的.地震动可引起长周期结构很大的位移响应,这种位移响应有两个显著的特点:①数值上可能超过共振位移达到最大;②最大位移发生的时间通常落后于地震动最大峰值的时间(时延),甚至在某些情况下,地震动完全消失之后,结构位移响应才达到最大,此时位移响应由瞬态振动控制.此外,还对惯性力、阻尼力和弹性力在结构中的作用进行了初步分析.