基于电压灵敏度矩阵特征值模态形状的电压控制区域识别

为提高电网电压控制区域识别的准确性和快速性,提出基于电压灵敏度矩阵特征值模态形状的电网电压控制区域新识别方法。该方法首先通过电网潮流方程获得电压灵敏度矩阵,并计算该矩阵的特征值、特征向量。然后,将特征值按模值升序排列,并从最小模值特征值开始,计算特征对应的模态形状。最后,当最小模量、最低识别节点数百分比和最多所用特征值个数等三项约束同时满足时,完成电网电压控制区域的准确、快速识别。在IEEE 14节点系统上验证了所提电压控制区域识别方法的有效性。测试结果表明,所提方法能够在保证电压控制区域的识别准确性的基础上大幅度提升对电压控制区域识别的运算速度。

基于有限元风机轮毂结构形状优化与模态分析

利用有限元分析方法,针对风机轮毂结构,建立形状优化分析计算的数学模型,在满足给定条件下,将使轮毂结构的质量降低到最小和结构应力分布得到改善。在此基础上,对轮毂优化前、后的结构进行了模态分析比较,得到的结果显示,结构形状优化设计不仅使轮毂的质量降低和应力分布更加合理,而且轮毂结构的抗振性也得到了改善,该优化结果现已被工程生产所采用。

基于边界打靶法的横向流作用下悬臂梁静态模态函数求解

该文以横向流作用下的单根悬臂梁结构为对象,研究其静态偏折模态形状函数,为后续反应堆内设备一阶梁式振型下附加质量的求解打下基础。首先,采用大挠度非线性方程组进行建模;其次,采用一种边界打靶法来进行上述非线性微分控制方程求解,得到悬臂梁的偏折曲线的数值解,并将数值计算结果和存在解析解的情况下的解析结果进行对比。

悬臂闭孔泡沫铝板的非线性振动实验研究

为了研究闭孔泡沫铝板的非线性振动特性,首先采用电子散斑干涉技术对3个孔隙率相同的悬臂闭孔泡沫铝板共振模态进行了测量,获得了前14阶离面共振激励频率和相应的模态振型,并基于欧拉-伯努利梁模型及1阶弯振频率测量值计算得到闭孔泡沫铝的动态弹性模量.然后对相同孔隙率的闭孔泡沫铝静态单轴压缩力学行为进行了实验研究,测得了其静态压缩弹性模量.实验结果表明:由于闭孔泡沫铝存在大量不规则孔洞结构,导致其振动响应具有明显的非线性,表现为同一振动模态对应于数个谐振激励频率,是典型的超谐振.另外,基于振动分析得到的泡沫铝动态弹性模量是静态压缩弹性模量值的2倍多,这与泡沫铝是拉压双弹性模量材料有关.

“点”“域”结合法在低频振荡分析中的应用

随着互联电网规模的不断扩大,大区互联电网区域间的低频振荡已成为威胁电力系统安全的重要因素之一。基于传统的希尔伯特-黄变换(HHT)和复奇异值分解(C-SVD),本文提出了一种"点""域"结合的低频振荡分析方法。对于测量"点",也就是单一的测量信号,首先对滤波去噪以后的信号进行经验模态分解(EMD),得到固有模态函数(IMFs),并建立虚拟空间场来分析IMFs之间的能量分布关系,然后利用Hilbert变换来计算主导振荡模态的时变振荡参数;对于测量"域",利用C-SVD来提取主导振荡模态的动态时变特性和能量空间分布。通过比较"点"和"域"的计算结果来确定主导振荡模态的时变振荡参数和空间分布。仿真算例和实测数据的计算结果证明算法的可行性和有效性。

埋入源下半无限体中瑞利波可激性研究

埋入源激发波场分析对岩土工程勘探非常重要。基于模态叠加法给出均匀半无限体中埋入球形膨胀点源激发波场位移表达式,由此研究瑞利波可激性及其传播特性,分析埋入源下瑞利波可激性机制,并通过有限元模拟验证分析方法有效性。结果显示:在均匀半无限体中瑞利波可激性受源埋深与波长比影响,比值越小,瑞利波可激程度越高;当比值大于1时,瑞利波不易激发。与自由状态下以平面波阵面传播的简正瑞利波相比,半无限体中埋入源激发瑞利波速度随传播距离变化,传播具有空间特性,距中心轴线越近,竖直向质点振动相速度越小,当距离大于一个波长时,激发瑞利波传播特性趋于简正瑞利波。

非球形效应对强声场中次Bjerknes力的影响

考虑了非球形气泡在声场中的形状振动,推导了非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力方程,数值模拟了声场中非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力和两个球形气泡之间的次Bjerknes力,并对非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力的影响因素进行了分析讨论.研究结果表明:当驱动声压振幅大于非球形气泡的Black阈值且又能使得非球形气泡稳定振动时,在第一个声驱动周期内,非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力和两个球形气泡的次Bjerknes力方向差异较大,在大小上是两个球形气泡次Bjerkens力的数倍,且有着更长的作用距离.非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力取决于非球形气泡的形状模态、两个气泡初始半径的比值、驱动声压振幅、气泡间距和两个气泡的相对位置.

热环境下弹性地基板屈曲路径和振动特性研究

气候炎热地区,热应力的产生会使得道路结构的刚度发生改变,甚至引发屈曲隆起的现象。为了揭示道路结构热屈曲机理及其对动力学特性的影响,以Winkler地基板为对象,对其在热环境下的后屈曲路径和振动特性演化规律进行了理论研究。首先,考虑热应力的影响,基于三阶剪切变形理论、von Karman几何非线性关系以及Hamilton原理得到Winkler地基板的非线性振动控制方程。然后,发展了两步求解方法,即先通过非线性静力分析得到地基板的热屈曲构型,而后以此屈曲构型为平衡位置计算固有频率和模态形状。基于此,针对典型算例,计算分析了不同基床系数下地基板的后屈曲路径和固有特性随温度的演化规律,揭示了基床系数对屈曲温度、屈曲构型、固有频率和模态形状的影响机理。

结构参数对盖梁托换后的动力特性影响

依托实际工程,采用Midas Civil有限元建模,研究盖梁托换后的动力特性,并分析了不同的结构参数,包括墩梁连接方式、盖梁截面形式和桥墩截面形式对其动力特性的影响,结果表明:偏心荷载作用下,一端铰接一端固结的连接方式的布置方式对盖梁的前10阶频率没有影响,两端固结的连接方式的平面转动刚度较好。不同的盖梁截面和不同的桥墩截面在前6阶的模态形状一致,阶次越高,正对称与反对称的的振型相互出现。

不同安装条件下荫罩振动的实验研究

文中论述了在不同安装条件下，荫罩的自然频率、模态形状及其AF—ESPI(振幅波电子束斑干涉仪)的条纹格式，并用于观察种种不同条件下的差异。现已进行三组实验，包括原始设计、在水平轴方向增加荫罩裙边的焊接实验、变化弹簧片的厚度实验。从AF-ESPI结果可知，除过模态3，自然频率是随着水平方向荫罩裙边的焊点增加而增加。在增加弹簧片厚度的情况下，所有模态的自然频率也增加。一般说来，增加焊点，可改善第3、4、5模态的振动特性，而第1、2、模态是由荫罩决定的。另外，第6模态不能由安装条件的改变而改进。