有限长加筋双层圆柱壳低阶模态声辐射性能分析

采用Fl櫣gge壳体方程描述圆柱壳体的振动,通过将加筋结构等效为反力和反力矩加在圆柱光壳表面上,然后将其引入到壳体振动方程中去.采用Helmholtz波动方程和壳体表面的边界条件来求解位于内层壳和外层壳之间的环形流体,并利用傅氏变换,可以求出声压的表达式,理论结果用辐射声功率和辐射效率的形式表示,详细研究了低阶模态的辐射声功率和辐射效率,说明低阶模态对声辐射起主要作用.分析了壳体的固有模态、激励力和声辐射三者之间的关系,这为用主动控制方法降低有限长加筋双层圆柱壳的振动噪声,提供了理论依据.

有限长环肋圆柱壳低阶模态声辐射性能分析

采用Fl櫣gge壳体理论描述圆柱壳体的振动,将环肋对壳体的加强作用,等价为作用在壳体上的支持力.利用流场Helmholtz方程及流场与圆柱壳体的耦合条件推导出声—流场—结构的耦合振动方程,然后采用相应的求解方法,对环肋圆柱壳低阶模态声辐射性能进行了分析,讨论了不同的轴向和周向低阶模态对声辐射性能包括辐射声功率级、径向均方速度级的贡献大小.为主动控制方法降低环肋圆柱壳的振动噪声,提供了理论依据.

利用ARX模型识别土-结构体系的低阶模态频率和阻尼

利用美国Alaska一14层的办公大楼及周围场地上记录到的地震动,对此结构进行了低阶模态频率和阻尼的识别,和考虑土-结构动力相互作用后的土-结体系的低阶模态的频率和阻尼的识别。提供了一种ARX参数模型辨识方法,并与非参数模型辨识比较分析,发现两种模型得到的低阶模态频率和阻尼基本一致,但在高阶模态上会出现明显的差异。通过分析还发现考虑土-结相互作用后,体系的传递函数幅值有所降低。并编制了相应的Matlab计算程序。

考虑海底管线初始侧向变形的低阶模态水平向整体屈曲分析

温度应力下海底管线的整体屈曲是海底管线设计中的关键问题之一,不埋或半埋的海底管线较易发生水平向整体屈曲。海底管线会因为制造的缺陷或铺设的原因而具有初始变形,即初始侧向变形。研究了初始侧向变形对海底管线整体屈曲的影响,应用小变形理论建立了单拱侧向变形和反对称双拱侧向变形管线发生低阶模态水平向整体屈曲的理论分析方法,结合工程实例分析了初始侧向变形形态、侧向变形幅值以及地基土体强度特性对管线水平向整体屈曲的影响。结果表明,初始侧向变形的存在使管线更易发生整体屈曲;而反对称双拱侧向变形比单拱侧向变形更易引起管线整体屈曲;随初始侧向变形幅值的增加管线发生整体屈曲所需要的温差降低,且整体屈曲变形形态有所改变管土间摩擦系数的增加会提高管线发生整体屈曲的温差,从而提高管线抵抗整体屈曲变形的能力。

内部声激励下圆柱壳低阶模态声振特性研究

针对舱室空气噪声引起水下航行器的外辐射噪声问题,基于Flügge薄壳理论和Helmholtz波动方程,推导了机械点力源和内部点声源激励下有限长单层圆柱壳的振动方程,分析了声腔结构对声源辐射能量的影响,并通过数值仿真对比分析了机械点力源和内部点声源激励下圆柱壳低阶周向模态声振特性和传递损失。数值计算结果表明:机械点力源激励下,各阶周向模态均影响壳体的振动特性;内部点声源激励下,壳体振动主要由低阶周向模态主导,其声辐射效率更高,能量传递损失更大。该研究结果对水下航行器声学设计具有一定的参考价值。

附着式塔式起重机低阶模态分析

针对附着式塔式起重机在使用中的水平振动问题,用少自由度集中质量法分析塔机低阶模态。这种方法可以获得塔机独立与附着状态的基频变化规律。振型分析和现场实测证明:塔机最低基频并不一定出现在最大独立高度工况,附着状态也可能会出现更低的基频和更为强烈的水平振动位移响应。

敷设阻尼材料双层壳体低阶模态声辐射性能分析

主动控制系统最适用于控制低频谐波噪音。本文研究的是流场中敷设阻尼材料的有限长加筋双层圆柱壳的低阶模态声辐射性能，壳体的振动用Fligge壳体方程来描述，通过将加筋结构等效为反力和反力矩加在圆柱光壳表面上，采用Helmholtz波动方程和壳体表面的边界条件推导出声一流场一结构的耦合振动方程，然后采用相应的求解方法进行求解。理论结果用辐射声功率和表面振动均方速度级的形式表示。数值计算结果表明低阶模态对壳体声辐射起着主要作用。作者亦详尽讨论了阻尼材料物理性能对壳体低阶模态声学性能的影响，这对壳体振动和噪声性能主动控制有着重要的实用价值。

船体低阶湿模态计算方法对比研究

以某豪华游轮船体为研究对象,针对船体梁的低阶湿模态特性,将虚质量法应用于船体低阶湿模态计算,并与基于Lewis经验公式的附加质量法进行了对比分析。结果显示两种方法前四阶船体湿模态相差均在4.5%以内,特别是船体首阶湿模态相差仅0.3%。但附加质量法计算附连水质量过程复杂,且高阶模态计算偏差大。虚质量法计算过程简单,计算结果准确可靠,并且可在一次计算中得到船体前几阶低阶湿模态。虚质量法适用于船体低阶湿模态计算,对工程实际问题有一定的参考价值。

大型圆板类铸件试验模态分析

利用试验模态技术对锡林墙板进行模态分析,通过建立合理的网格模型,采用脉冲激励的方式获得传递函数,进而得到其低阶模态各种典型振型,为大型圆板类铸件振动时效工艺参数的制订提供了参考。

风电机组混合型塔筒静强度分析与模态分析

为了分析新型风电机组塔筒结构的静强度性能和低阶模态频率特性,分别对传统型、加筋型和混合型三种结构塔筒进行有限元建模,对比分析三种塔筒的静强度性能和低阶模态频率.仿真结果表明,混合型塔筒等效应力极值和刚度较传统型塔筒有所增加,低阶模态频率较其他两种类型塔筒有所提高.混合型塔筒在壁厚和材料的约束下具有更好的刚度,其结构使得刚性设计转速有所提高,有利于塔筒刚性模态设计.

某车架结构基于灵敏度分析的优化设计

建立了某自卸车车架有限元模型,通过模态试验和模态有限元分析得出了车架固有频率,并且验证了该模型的准确性和合理性。依据车架结构的灵敏度分析结果来选择设计变量,在保证车架低阶模态频率和强度的前提下,以车架轻量化为目标优化车架构件厚度,实现了车架质量8.0%的降低幅度;在控制车架质量和强度的条件下,以提高车架低阶模态频率为目标,实现了车架结构的低阶模态频率和动态性能的提高。

基于灵敏度分析的自卸车车架优化设计

建立了某自卸车车架有限元模型,通过模态试验和模态有限元分析,得出了车架固有频率,并且验证了该模型的准确性和合理性。依据车架结构的灵敏度分析结果来选择设计变量,在保证车架低阶模态频率的前提下,以车架轻量化为目标优化车架构件厚度,实现了车架质量8.0%的降低幅度;在控制车架质量的条件下,以提高车架低阶模态频率为目标,实现了车架结构的低阶模态频率和动态性能的提高。为自卸车车架结构优化设计提供依据。

薄壁管道内壁缺陷的周向导波检测

采用半解析有限元法计算圆环周向导波频散特性,群速度的计算可以不依赖于相速度。以外径202 mm,内径200 mm的铝环为例,计算了其在2.5 MHz频率时最低阶模态的相速度、群速度和振型。进一步设计了实验方案,对选定模态导波分别经过无裂纹和径向深0.5 mm的内壁裂纹的铝环的回波波形进行了分析,通过回波的时间与声程计算群速度进而确定模态。结果表明,裂纹缺陷处会发生模式转换,通过反射回波可以较精确的定位铝环内壁的单一缺陷。

含初始缺陷海底管线整体屈曲的分析与数值模拟

海底管线是海上油气输送的基础设施。海底管线在制造和铺设过程中由于人为因素或海床的不平坦产生局部的弯曲变形,称为几何初始缺陷,几何初始缺陷是海底管线发生整体屈曲的主要诱因,其变形形态可归纳为单拱对称模式和双拱反对称模式。论文综合运用模态分析法和显示动力法模拟含缺陷管线在温度应力作用下的整体屈曲,并将数值模拟的结果同经典解析解进行了对比。

基于贝叶斯的钢筋混凝土梁模型修正方法

本文提出了一个基于贝叶斯原理的钢筋混凝土梁有限元模型修正方法。针对钢筋混凝土梁模型修正中的方程病态问题及模态测试中测点信息不完整和模态信息不完备的实际情况,建立了适用于有限测点的目标函数和似然函数,且在目标函数中同时考虑了频率和振型信息。采用延迟拒绝自适应算法(DRAM)对待修正参数的后验概率进行了计算。数值算例表明本方法在仅使用低阶测量模态信息和不完整振型信息的情况下,仍能准确修正结构参数;实验算例表明,修正后的钢筋混凝土梁有限元模型的动力特性和测量结果一致,修正后的模型参数值和梁的轻微裂缝的位置及大小基本对应,说明了本文方法的有效性。

多处损伤结构的损伤诊断

利用损伤前后结构自由振动有限元离散方程的变化 ,确定结构的损伤位置 ;并以低阶模态作为状态变量 ,由最小二乘法建立目标函数 ,通过非线性迭代得到损伤程度的识别值。由算例结果可知 。

2兆瓦风力4发电机主轴参数化建模与有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件对2兆瓦风力发电机主轴进行了参数化建模和有限元分析,得出了其简化模型的应力分布和低阶模态,指出最大应力发生在前端支撑处,并将模型简化前后的变形和频率进行了对比,验证了简化模型的正确性.

下承式钢系杆拱桥中央拱肋稳定性分析

对于大跨下承式系杆拱桥,中央拱肋一般呈细长柔性杆件特点,稳定问题较为突出。本文以某拱桥为例,建立全桥有限元模型,分析拱肋刚度、倾角、系梁刚度、横撑刚度对中央拱肋稳定性的影响。结果表明:1)中央拱肋低阶失稳模态为侧向对称失稳;2)拱肋面外刚度对自身稳定性的影响强于面内刚度;3)拱肋倾角对自身稳定性的影响有抛物线特点,在倾角为6°左右时,线弹性稳定系数达最大值;4)系梁任何一维刚度增大均会增加拱肋线弹性稳定系数,其中侧向刚度影响最大;5)横撑刚度和间距对拱肋稳定性的影响强于拱肋刚度、倾角及系梁刚度,合理设置横撑是提高拱肋稳定性的有效手段。

基于差厚技术的汽车仪表板管梁轻量化设计

针对汽车仪表板管梁轻量化需求,本文依据差厚板轧制工艺要求,分别提出了五段式和三段式的差厚的仪表板管梁结构最优设计方案,用于替代原等厚度管梁结构。通过模拟对比,考察各方案在低阶频率、垂直颠簸、制动器支架侵入、乘员安全气囊爆破等工况下的相关性能参数,验证了差厚板技术能够在保证仪表板管梁所有强度性能的前提下,实现大幅降重。为引入差厚板技术到汽车结构设计中,最大限度实现轻量化的目标,提供参考。

周向畸变对跨声速风扇低阶强迫振动的影响研究

边界层抽吸式推进系统(BLI)因具有降低未来商用飞机燃油消耗率的巨大潜力而备受关注。但风扇叶片作为关键组件,需要受到由于边界层吸入而导致的畸变来流的挑战。基于本团队前期在NASA Rotor 67进行的数值模拟,在设计转速附近风扇因受到二阶激励而以一阶弯曲的形式发生低阶模态振动,同时,激发的强度足以引起叶片振动。由于来流周向畸变变化范围随BLI推进系统而变化,因此其对低阶振动的影响值得研究。本文考虑了五个不同畸变来流角度,进行了NASA Rotor 67的三维非定常仿真和模态力分析。结果表明,低阶振动形式在不同的畸变角度下保持不变,但随着变形程度的增加,模态力的大小先增大然后减小。存在两个引起叶片振动的激励源,它们包含在畸变来流中,并在叶片通道中的引发。