波形钢腹板PC简支箱梁桥的扭转振动频率分析

为精确计算波形钢腹板预应力混凝土(prestressed concrete,简称PC)简支箱梁桥的扭转振动频率,在考虑箱梁自由扭转扭矩与约束扭转扭矩的基础上,运用D′Alembert原理推导了波形钢腹板PC箱梁桥的扭转振动频率方程,给出了与该桥型扭转振动频率求解相关的极惯性矩、扭转常数及扇形惯性矩的计算方法,并根据简支梁的边界条件求得了该桥型扭转振动频率的计算公式。制作了波形钢腹板PC简支试验梁,对其进行了动力特性测试获得自振频率和振型,在建立试验梁的ANSYS有限元模型时提出波形钢腹板与混凝土翼板实现刚性连接的方法,结合试验梁的实测值和有限元计算值验证了波形钢腹板PC简支箱梁桥扭转振动频率计算公式的正确性。分析了自由扭转扭矩和约束扭转扭矩单独作用时对波形钢腹板PC简支箱梁桥扭转振动频率的影响,研究表明,约束扭转扭矩对其扭转振动频率的影响较大,而自由扭转扭矩对其扭转振动频率的影响很小。

蒙皮加筋圆柱壳扭转频率的三种计算模型

为了给火箭等加筋圆柱壳结构的简化计算提供理论基础,研究了加筋圆柱壳面积等效方法中的扭转刚度计算方法,说明了不能直接根据等效厚度计算扭转刚度的物理机理,得到了桁条对圆柱壳扭转刚度的贡献可以忽略的结论.根据等效厚度以及桁条与蒙皮连接关系的不同处理方法,给出了计算扭转固有振动频率的等效梁模型、变厚度壳模型和壳-梁模型,分析了桁条在3种模型中对刚度和质量(包括转动惯量)的不同作用.为了消除根据等效厚度计算扭转刚度和扭转固有振动频率的偏差,分别给出了扭转刚度和扭转固有振动频率的修正方法.数值结果验证了修正方法和所得结论的正确性.

曲线波形腹板钢箱-混凝土组合梁扭转振动频率分析

为科学合理地分析曲线波形腹板钢箱-混凝土组合梁的扭转振动特性,首先,综合考虑弯扭耦合效应和波形钢腹板的剪切变形效应,基于Galerkin法和Hamilton原理建立了该桥型的扭转振动频率控制微分方程和自然边界条件.随后,根据自然边界条件,求解了剪切变形效应和弯扭耦合效应共同作用下曲线波形腹板钢箱-混凝土组合梁扭转振动频率的解析公式,将计算结果与ANSYS三维有限元进行了对比,结果表明,曲线波形腹板钢箱-混凝土组合梁扭转振动频率的解析公式与ANSYS有限元分析结果吻合良好.在此基础上,当R无穷大时,利用实测值和模型结果,进一步验证了解析解的正确性和通用性.并分析得出了波形钢腹板剪切变形效应对扭转振动的影响较大.最后,对影响扭转振动频率的相关参数进行了分析,结果表明:合理设置横隔板数量和厚度能有效改善抗扭刚度;曲率半径从50 m分别增加到100 m和300 m时,1阶扭转振动频率分别减小了5.86%和8.22%,当曲率半径较小时,对扭转振动频率的影响较大.研究结论可为此类曲线组合梁桥扭转振动频率的分析提供参考价值.

车门的位置和数量对地铁车辆车体扭转频率的影响

根据圆轴扭转频率计算公式,推导了基于车体关键设计参数的车体一阶扭转频率计算公式;建立了简化的车体钢结构有限元模型,分析了不同的车门位置和车门数量对车体扭转频率的影响,得到了车门对扭转刚度的影响规律;简化车体的一阶扭转频率计算结果与有限元计算结果进行对比表明,其误差在允许范围之内;最后,基于某实车模型,对车门的位置和数量对车体的扭转频率的影响进行了分析。研究结果表明:推导的简化车体一阶扭转频率计算公式简单有效;车门的位置离端墙越近车体的一阶扭转频率越小,在靠近中间位置扭转频率值达到最大,随着门的数量增加,一阶扭转频率会减小。

带锯机板式弹簧张紧系统锯条扭转振动频率的研究

根据以前对带锯机杠杆压砣式张紧系统振动的分析,设计了一新型装置,并用实验结果对其功率谱进行了分析,找出了影响振动的主频率。

测试木材剪切模量的自由方板扭转模态法

【目的】提出一种动态测试木材主向剪切模量的新方法——自由方板扭转模态法,以扩大自由方板宽厚比的适用范围,为建筑工程、家具、室内装饰、交通、军事、乐器等行业的工程应用提供可靠支撑。【方法】首先根据自由方板特有的一阶扭转振型特征和能量法,导出木材主向剪切模量与其自由方板一阶扭转频率之间的关系式;然后基于自由方板在不同树种和不同宽厚比时ANSYS计算的一阶扭转模态频率,进行仿真和回归分析,获得木材主向剪切模量与其自由方板一阶扭转频率之间的修正关系式(自由方板扭转模态法关系式)。【结果】木材自由方板扭转振型特征按自由方板长宽比划分为长宽比不小于3、长宽比=2和长宽比=1共3类;长宽比不小于3的自由方板扭转振型沿其长边曲线变化,沿其宽边直线变化;长宽比=1的自由方板扭转振型沿其长边直线变化,沿其宽边曲线变化;长宽比=2的自由方板扭转振型沿其长边和宽边均为曲线变化。【结论】自由方板扭转模态法测试木材主向剪切模量理论依据可靠,用于测试木材主向剪切模量适用的方板宽厚比,对弦向、径向和横向方板均在7~30范围内,可降低方板宽厚比限制条件;自由方板扭转模态法既适用于测试木材主向剪切模量,又适用于测试木质复合板材和各向同性材料的剪切模量,其有效性得到自由杆件扭转振动法和非对称四点弯曲法试验验证,且该方法具有试验操作简单、测试精度高的优点;理论分析和试验结果表明,传统自由方板扭转振动法测试木质复合板材和木材剪切模量偏低,其偏低程度与材料类别和方板宽厚比有关。

关于三跨连续悬索桥扭转频率方程的讨论

对文献 [6 ]中的三跨连续悬索桥扭转频率方程作了简要介绍 ,并结合应用中发现的问题作了讨论和提出修正意见 。

基于风力发电机组传动链扭转频率的研究与应用

为了准确地分析风力发电机组传动链扭转频率,考虑风力机与发电机之间传动轴扭转柔性的作用,通过等效的两质量块模型,建立了风力发电机组传动链数学模型,结合模态分析法,计算出了该模型的2个模态频率,并通过实际物理意义,获得了表征传动链扭转频率的计算公式。并以FD70B风力发电机组设计为例,将所得计算公式应用到实际测量数据中,分析出实际传动链扭转频率,并依据传动链扭转频率计算公式来指导模型参数校正,更好地为风力发电机的设计和应用提供理论依据和技术支撑。

测试木材剪切模量的自由板扭转振形法

根据ANSYS程序和优化原理得到自由板一阶扭转振形函数,应用能量法导出木材剪切模量和自由板一阶扭转频率的关系式。该关系式的正确性得到木材剪切模量的数学仿真、试验测试和静态试验3个方面的验证。瞬态激励法测量西加云杉、国产马尾松、油松、杉木和蒙古栎自由板的频谱,且借助于互功率谱概念从频谱图中识别出自由板的一阶扭转频率。

RV减速器扭转振动频响测试技术研究

介绍了转矩激励下的RV减速器扭转振动频响特性测试方法。RV减速器是封闭的二级传动系统,分别对第一级渐开线齿轮传动(输入轴)与第二级摆线针轮传动(输出轴)采用白噪声和扫频激励法,拾取激励和响应信号,获得RV减速器扭转振动频响特性。对比分析了现有两种扭振频响测试方法,指出两种测试方法在频率响应上的差别;用RV减速器实际扭转振动试验验证了两种测试方法在固有频率、阻尼率估计及响应分布上的差异,确定了所给测试方法的正确性。研究对RV减速器扭转振动频响测试技术有一定参考价值。

基于轮胎扭转高阶频点的汽车胎压监测信号分析

轮胎气压的盈亏影响了汽车的安全性、经济性和操纵稳定性。胎压监测系统(TPMS)越来越成为汽车的标准配备。胎压监测系统主要有直接式、间接式和混合式三种。间接式胎压监测系统由于其没有额外的硬件支出、不影响轮胎动平衡特性而具有一定优势。本文分析轮胎扭转高阶频点,得出轮胎扭转高阶频点与胎压变化的相关特征,建立了间接式胎压监测算法,实现了根据单一车辆轮速信号进行轮胎欠压预报,为胎压监测系统的建立提出一种新方法。

双向地震动作用下刚度偏心单层体系弹性反应谱研究

目前的工程抗震设计方法是建立在弹性单自由度反应谱的基础上,然而实际地震动的多维性和结构偏心引起的空间耦合性使得基于单自由度反应谱的设计方法存在着局限性。为此,研究并建立了双向地震作用下结构刚度偏心层体系弹性反应谱模型,定义弹性位移比值谱和加速度比值谱。通过对硬土、中硬(软)土、软土3类场地60条双向地震动的弹性比值谱统计平均结果,分析3类场地比值谱的谱值分布特征及相对刚度偏心距、扭转频率比对谱值及谱值分布的影响。结果表明,各类场地的比值谱都具有独特的谱值分布特征,并且这些分布特征受相对刚度偏心距和扭转频率比的影响较小。在每种场地类型的谱值分布特征下,弹性比值谱随相对刚度偏心距和扭转频率比的变化也具有一定的规律性。

波形钢腹板组合箱梁扭转振动的矩阵分析方法

为精确计算简支波形钢腹板组合箱梁的扭转振动频率,在考虑波形钢腹板剪切变形的基础上,运用动力学势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则,推导组合箱梁在扭转振动时的单元刚度矩阵。基于推导结果,编写扭转振动频率计算程序,给出该桥型结构剪切系数、有效剪切模量以及扭转刚度的计算方法,并分析波形钢腹板型号和剪切变形对扭转振动频率的影响。结果表明:工程中常用的四种型号的简支波形钢腹板组合箱梁的扭转振动频率较为接近,在实际计算中可忽略波形钢腹板型号对扭转振动频率的影响;剪切变形对简支波形钢腹板组合箱梁的扭转振动频率造成高达41.11%的影响,并且超过了对其弯曲振动频率的影响,在实际工程计算中必须考虑剪切变形的影响。

轿车白车身骨架低阶模态特性研究

轿车白车身骨架的低阶模态特性对整车振动、噪声等各方面的性能有着重要的影响。以某型三箱轿车为例,应用有限元方法,进行了白车身自由模态的仿真计算与分析,通过各个零件的一阶扭转模态频率的灵敏度分析,得到了影响扭转模态频率的关键框架结构,并对白车身上胶结连接形式和前后风窗玻璃对于扭转模态频率的影响进行了对比分析。可为新车型在设计阶段的模态特性设计与分析提供一定的依据。

大跨度非对称悬索桥的颤振稳定性研究

为了研究大跨度非对称悬索桥在不同非对称类型下的颤振稳定性,以主跨为628 m的某主缆不等高支承悬索桥为工程背景,基于全模态的三维频域颤振分析方法对悬索桥进行颤振稳定性分析。利用ANSYS建立了主缆不等高支承(支承高差0~40 m)和边跨跨度非对称(边跨跨度差0~40 m)悬索桥有限元分析模型,并编制相应双参数搜索迭代的APDL计算程序进行三维颤振稳定性分析。结果表明:在构造不等高支承悬索桥时,随着支承高差的增大,低阶模态频率变化较小,高阶模态范围逐渐减小;弯扭频率比随着支承高差增加而不断减少,高差越大弯扭频率比降低越快;桥梁颤振临界风速随着支承高差增大而不断降低,使得由于主缆不等高支承高差所引起的非对称结构形式对大跨度悬索桥梁结构的颤振稳定性有所降低;在构造边跨跨度非对称悬索桥时,弯扭频率比随着边跨跨度差增加而减小;随着支承跨度差的不断增大,悬索桥梁结构的颤振临界风速不断减小,但减小幅度很小,影响不大,在边跨跨度差较小时几乎可以不考虑对悬索结构的颤振稳定性影响。

柔性中央扣对单跨悬索桥的影响分析

为了解柔性中央扣对单跨悬索桥受力的影响,以宜昌庙嘴长江大桥为研究背景,建立该桥设置与不设置柔性中央扣的计算模型,进行结构静力和动力特性分析。研究结果表明:柔性中央扣对提高结构整体刚度影响较小,但对减小梁端纵向位移和降低跨中吊杆索力的作用明显,同时也能提高加劲梁扭转频率,增大相应频率出现的阶次,有利于提高桥梁的抗风稳定性。大桥成桥试验时,对结构的位移、内力、自振频率及结构振型进行了验证,试验结果与理论分析吻合较好。

三峡水轮发电机组轴系振动计算分析

用传递矩阵方法计算了三峡水轮发电机组轴系横向临界转速、动力响应和扭转固有频率,考虑了质量不平衡、电磁不平衡、水力不平衡等影响轴系稳定性的多种因素。计算结果表明,三峡水轮发电机组轴系临界转速和动力响应满足长期稳定运行要求,扭转固有频率避开了激振力频率。

某型天线测试飞行仿真转台中框架的优化设计

采用随机方向探索法对中框架进行优化设计,实现比较高的中框架轴系的一阶扭转频率,并对有限元理论计算值和实验测试值对比,证明本优化方法是可行的。