基于Kane法的柔性机械臂系统动力学建模及其模态截取研究

基于假设模态法和Kane方程建立柔性机械臂的动力学模型,并对其进行数值仿真.仿真结果表明,基于凯恩法的动力学模型,截取系统的前一阶模态就能保证系统的精度.

动态载荷识别中的模态确定方法研究

提出了模态选取概念,这一概念比目前所采用的模态截断概念合理;在此基础上提出了反分析中模态选取的准则,并给出了相应的公式。大量算例表明,采用本文提出的准则和公式可以防止因模态选取不当而产生的伪解,避免计算中的数值病态,明显提高了动态载荷识别的成功率和精度。

动荷载反分析的模态选择方法

提出了动态载荷识别中新的确定模态的准则与实施方法.提出了模态选取概念,在此基础上提出了反分析中模态选取的准则,并给出了相应的公式.大量算例表明,采用该文准则和公式可以防止因模态选取不当而产生的伪解,避免计算中的数值病态,明显提高了动态载荷识别的成功率和精度.

自由界面模态综合方法在框架结构上的应用研究

本文首先介绍了自由界面模态综合方法的主要思路和理论基础,再应用该方法在框架结构中进行研究。针对自由界面模态综合方法提出相应的模态截取准则,研究子结构主模态截断阶数对模态综合计算的精度影响,以保证良好的综合精度。研究结果表明相较于整体计算结果,运用了自由截面模态综合方法的频率误差都在5%以下,MAC全在0.95以上,其综合精度满足工程要求,从而验证了自由界面模态综合方法在框架结构上应用的可行性,以及提出的模态截取准则的正确性。

双协调自由界面模态综合方法在框架结构上的应用研究

本文研究双协调自由界面模态综合方法,并将其运用于土木工程结构中。首先介绍了双协调自由界面模态综合方法的基本思路和公式推导,进而提出了相应的模态截取准则。最后,通过一个11层的框架结构进行数值模拟。数值模拟分析结果验证了双协调自由界面模态综合方法在土木工程结构上应用的可行性,进一步通过算例对比,证明了本文提出的双协调自由界面模态综合方法的模态截取准则的正确性,为今后大型结构子结构研究方法提供了必要的理论基础。

高铁车辆刚柔耦合仿真奇异性及其处理对策

根据ICE3转向架原型的技术创新特点及其局限性,目前高铁运用必须更强调高速列车集成系统的稳定鲁棒性能,特别需要防范侧风稳定性问题及其危害性影响。考虑到高阶模态截取及其残余力对高铁车辆刚柔耦合仿真的负面影响,提出了奇异系数新概念并论证了横向振动耦合机制及其判定力学条件。以小幅蛇行振荡作为独立激励,造成较大车下质量(如牵引变流器)产生横向耦合共振,其与线路跟踪测试结果十分吻合。以抗蛇行高频阻抗作用作为相关激励,车体摇头大阻尼特征更加突出,因而其对后位转向架接口的横向扰动也更加强烈,如多隧道通过,造成电机横摆出现瞬间颤振现象。研究表明,ICE3原型存在设计缺陷,即缺乏结构阻尼减振技术,进而突出了抗蛇行高频阻抗的负面影响。