基于稳态正弦激励的(振动与冲击传感器)基座应变灵敏度测试装置的研究

本文结合计量机构对(振动与冲击传感器)基座应变灵敏度测试的需要,并基于自由振动的测试装置的不足,开展基于稳态正弦激励的(振动与冲击传感器)基座应变灵敏度测试装置的研究,包括机械系统、稳态正弦基座应变控制系统、测量系统等,通过电磁激励的方式,在(1~6)Hz范围内产生可控的稳态基座应变,从而实现(振动与冲击传感器)基座应变灵敏度的测试。

多频激励局部非线性系统响应求解的降维增量谐波平衡法

针对传统增量谐波平衡法求解多频激励局部非线性系统周期响应耗时太长的问题,提出了降维增量谐波平衡方法。首先通过谐波平衡理论分析了多频激励局部非线性系统响应中各自由度各次谐波的定量对比关系,并且根据该定量对比关系使系统的维数降至与非线性自由度个数相同;其次针对降维后的复数非线性系统推导了多频增量谐波平衡法,以及原系统各自由度各阶响应的还原方法;最后利用双频激励局部非线性悬臂梁系统进行了所提方法的精度和效率验证。结果表明:该方法的精度与传统方法一致,但是在局部非线性自由度较少时其效率远高于传统方法。

车轨系统随机响应周期性拟稳态分析

提出用于三维车轨耦合系统随机动力响应高效求解的周期性拟稳态分析方法.车辆采用三维刚体动力学模型,轨道结构利用三维轨道广义单元建模.假定轨枕间距均匀,则列车在轨道上行驶过程中,车轨耦合系统动力学方程具有典型周期时变特征.应用虚拟激励方法将轨道随机不平顺转化为虚拟简谐不平顺,在状态空间下运用周期系数微分方程的性质和Schur分解技巧将上述问题的求解转化为周期性拟稳态响应分析,只需通过求解系数矩阵为上三角的线性方程组即可代替以往时变系统虚拟响应求解过程中的逐步积分过程,计算效率获得较大提高.采用该方法进行了三维车轨耦合系统的随机动力响应分析,并进行了不平顺随机载荷在车体、转向架、轮对和轨道等部件中传递机理分析,获得了一些有价值结论.

电路在正弦激励下非正弦稳态的响应

本文讨论了电路在正弦激励下产生非正弦稳态的响应的各种情况。零状态动态电路存在正弦稳态响应的充要条件为,响应的象函数Y(s)存在且仅存在一对共轭虚极点,而Y(s)的其它极点均位于复平面的开左半平面上。通过实例说明了在正弦激励下产生非正弦稳态的响应的情形。本文的讨论对丰富正弦稳态电路分析的教学内容,加深学生对相关知识的理解,具有良好的助益。

基于Matlab的正弦稳态电路的实例分析

采用Matlab建立M文件,对一正弦稳态电路实例采用3种电路分析方法,即支路电流法、回路电流法和节点电位法,分别加以分析,用Simulink对其进行仿真。结果表明,Matlab具有编程效率高、语句简洁、绘图方便和仿真实时、直观的优点。

正弦激励非零状态下的二阶电路暂态过程的研究

对正弦激励非零状态下的RLC串联二阶电路的暂态过程进行了研究,给出了电路在接通正弦电源后直接进入稳态响应的条件,分析了暂态过程中出现的过电压、过电流现象.

复杂矿山设备周期激励响应分析的增量谐波平衡法

针对复杂矿山设备中由于存在周期激励而引发的严重振动问题,以大型矿用给料装置为研究对象,将其钢结构机架简化为框架结构模型;考虑物料冲击是引发振动的主要原因,推导了非简谐周期激励的增量谐波平衡法;采用此方法分析周期激励下矿山设备的振动特性,并与Newmark-β法进行对比,验证了算法的精确性效率;研究设备与地面或基础接触时产生的非线性动响应,以及不同地面软硬程度下响应的规律.结果表明,该法用来分析复杂矿山设备在周期激励作用下的非线性稳态响应问题是有效的.

正弦激振力作用下变速箱箱体的稳态响应分析

为研究汽车动力传递过程中产生的正弦激振力对变速箱箱体振动变形情况的影响,利用CATIA软件和ANSYS Workbench软件建立某乘用车变速箱箱体的有限元模型,分别求解出自由模态和约束模态的前十阶固有频率和对应振型。在此基础上进行最差工况下频率范围为700~2000Hz的稳态响应分析,获得动力载荷作用下箱体输入轴和输出轴轴线及中间箱体面(关键部位)的位移响应,找出对箱体振动贡献量较大的模态阶数。分析表明:箱体的第一、二阶模态对结构的振动影响最大,并且得知关键部位的共振幅值及发生共振的方向。

基于Labview的固定结合面动态特性参数测量

以振动理论为基础并以虚拟仪器软件Labview为开发平台,用分时快速稳态正弦扫频激振的测量方式建立了一套测试系统。以PC机为硬件载体,Labview软件为软件平台,配合其他相关设备以快速稳态正弦扫频激振的方式对试件进行实验测试,可以测得试件结构的频率响应函数曲线,进而计算出结构的固有频率和阻尼比等动态参数,用于结构动态参数的测量实验当中。通过与有限元理论分析的结果进行对比,证明本系统所测数据准确可靠,具有较高的理论意义和实践价值。

正弦稳态电路的程序分析方法

论述了正弦稳态电路的程序分析方法,为大多数想用计算机程序分析方法求解电路方程的学习者提供必要的学习参考.

含指数积分型阻尼和周期激励系统的稳态随机响应分析

运用基于短时高斯逼近的广义胞映射方法,研究了含指数积分型非粘性阻尼和周期激励系统在高斯白噪声作用下的稳态响应.首先介绍了方法的实施过程,并推导了系统的矩方程.然后给出了系统的稳态概率密度函数,分析了阻尼系数和松弛参数对稳态响应的影响,并通过直接Monte Carlo模拟的结果验证了广义胞映射方法的有效性.

混合励磁磁通切换直线磁悬浮电动机的温升特性分析

针对混合励磁磁通切换直线磁悬浮电动机(HEFSLMSM)的特殊结构,深入分析不同工况下的温升特性。研究HEFSLMSM的结构及其运行原理,建立三维稳态温度场数学模型和边界条件方程。考虑电动机各部分热交换的情况,确定各材料的导热系数以及电动机不同部分的对流换热系数。通过有限元方法计算电动机的铜耗与铁耗,并求出相应的生成热。在有限元软件中计算出自然散热情况下空载及负载时的温度变化。在原模型的基础上进行冷却系统的设计,分别计算安装冷却装置后不同工况下的温度场分布。通过自然风冷和强制水冷条件下的温度对比,证明了冷却装置设置的合理性和可行性。

随机地震激励作用下自复位结构的平稳响应

自复位结构是一种震后不需修复或仅需少量修复即可继续投入使用的新型抗震结构。目前有关自复位结构地震响应的研究多是在确定性激励下进行,鲜有涉及随机激励环境。假定地震动加速度过程为金井清过滤白噪声模型,研究了随机地震激励下单自由度自复位体系的平稳响应。应用广义谐波平衡技术分解旗帜形的恢复力,建立原系统的等效非线性随机系统。通过Stratonovich-Khasminskii极限定理作随机平均,得到关于幅值的近似一维扩散过程。建立并求解对应的FPK方程,得到关于幅值的稳态概率密度函数并进行参数分析。数值结果表明,能量耗散系数与屈服位移的减小能降低系统响应,同时,随着这两个参数的变化,系统会出现随机P分岔现象。通过蒙特卡罗数值模拟法验证了解析解的有效性。

《结构动力学》中多频激励多自由度系统稳态解的新方法

本文建立了一种多频激励下多自由度系统的特征值和稳态解的解析求解新方法.基于叠加原理,首先将稳态响应根据激励频率数量展开成多个简谐响应的叠加;其次,根据简谐平衡原理,将弹簧力、激励荷载以及惯性力分解成同样个数的对应荷载叠加;再次,根据达朗贝尔原理建立弹簧和质点的动态平衡方程;最后,根据传递矩阵法进行求解.通过4自由度系统的算例表明该方法求解结果和振型叠加法完全一致.研究表明该方法可同时求解特征值问题和系统的稳态解,在求解稳态解时不需先求特征值问题.

正弦稳态电路的分析为何选择复数法

从高等代数"同构"理论阐述了对于线性运算而言:三角函数法、旋转矢量法、复数法三种集合的等价性,它们都可做为正弦稳态电路的数学工具.但复数法在基本定律的表述和复杂电路的计算中表现出独有的简洁性,复数法与交流电路测量实践之间反映出和谐的统一性,因此正弦稳态交流电路的分析最终选择了复数法.

基于节点导纳法的感应发电机不对称稳态性能分析

针对带不对称负载的三角形接法自激感应发电机(SEIG),通过电路方法对其稳态运行状态进行分析。从对称分量法与等值电路出发搭建出数学模型,以一相为准推导了系统的输入导纳,基于节点导纳法求解模型中的关键变量。分析过程中考虑了三种不同负载下不对称运行情况,通用性强。利用一台2.2kW的感应电机进行理论计算与实验验证,计算值与实际值吻合较好,说明了本文论述方法求解SEIG独立电力系统稳态运行指标的可行性。

基于结构动力特性操作检测方法研究

测量结构物自振特性的方法很多,主要有稳态正弦激振法、传递函数法、脉动测试法和自由振动法。实际工程结构比较复杂,难以完全在数学模型中得到反映,影响到结构动力特性求解的精度。因此,选择重要途径也是校核各种数学模型和各种简化公式的重要手段。

基于参数展开的同伦分析法在强非线性随机动力系统中的应用

将基于参数展开的同伦分析法(PE-HAM)进行了推广,使之适用于谐和激励与随机噪声联合作用下的强非线性随机动力系统.通过构造合适的同伦映射,将对强非线性随机动力系统响应的求解转化为对一组线性随机微分方程的求解.进一步研究了受到谐和与Gauss白噪声激励的强非线性Duffing振子,由PE-HAM得到了该系统的解过程和稳态概率密度的解析表达式.数值模拟的结果说明了PE-HAM方法的精确性.

利用谐波平衡法计算局部非线性动力系统的稳态响应

利用谐波平衡法研究了局部非线性系统在周期激励下的稳态响应问题。通过对系统的响应和非线性内力进行谐波分解将问题归结为一组非线性代数方程组。针对系统具有局部非线性的特点，对相应线性子结构的自由度进行减缩处理。采用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ迭代方法求解仅含非线性自由度的代数方程组。最后对算例进行计算，所得结果合理可靠。

单点和多点荷载输入的虚拟激励法实用求解模式

在实际工程中采用虚拟激励法(pseudo excitation method,PEM)往往需要编写复杂计算程序,为方便工程应用,建立了一种对应单点和多点荷载输入的虚拟激励法实用求解模式。考虑地震作用、风荷载等多种随机荷载,提取单点和多点荷载输入下计算结构虚拟响应的实用求解模式,并利用常规有限元分析软件的谐振稳态分析完成PEM核心计算,最后通过线性组合重新构建结构虚拟响应和功率谱密度函数的求解公式,从而在常规有限元分析软件中实现了PEM算法。由于采用建议方法可将PEM算法的核心计算交由有限元分析软件完成,在保持PEM高效准确计算优势的前提下显著提高了工作效率,避免了编写复杂计算程序,方便实际工程应用。通过两个典型数值算例验证了建议方法的正确性与有效性,并且指出其对于多种荷载工况的计算效率具有一定优势。