关于虚拟激励法的一个注记

从具有随机频率与随机相位的随机谐和函数出发,证明了当随机频率与相位均为均匀分布而随机幅值与功率谱密度平方根成正比时,该随机过程的功率谱即精确地等于目标功率谱.进而表明:只需遍历频率区间,即可由单一谐和函数激励下的响应幅值给出响应的功率谱密度,从而揭示了虚拟激励法的物理意义.研究还表明:为了给出结构响应的功率谱密度,实际...     

受控结构风振响应分析的广义虚拟激励法

基于复模态分析和虚拟激励法．提出了用于具有密集频率和非经典阻尼受控结构风振响应分析的广义虚拟激励法。该法可以考虑任意风谱和空间相关性以及模态耦合效应,且计算效率很高。不同于SRSS法．该算法包含了全部参振模态之间和全部激励点之间的相关性．在理论上是精确解。     

线性随机结构的平稳随机响应

对于不仅结构参数具有随机性,而且外载是平稳随机激励的问题,给出了随机响应变异系数的计算方法。应用虚拟激励法先将随机荷载转化为确定性的简谐荷载,使双随机问题得以精确地转化为单随机问题进行分析。求解过程显著简化,而且包含了二种随机因素之间的耦合效应。用数值模拟法对方法的精度作了估计。     

任意相干多激励随机响应

本文推广了文献针对单点激励问题提出的平稳随机响应的虚拟激励法，使之适用于完全相干乃于部分相干的多点激励情况，从而使其各种功率谱矩阵的计算可以通过一条新的途径实现。它具有简单，精确、高效等特点，有较大的应用价值。     

高频宽带随机激励下的结构减振

本文运用能量观点,利用统计能量分析法的基本结论,对受高频宽带随机激励的结构,按不同要求,提出了两种不同的振动控制理论。从理论上阐明了结构的高频宽带随机振动水平与输入功率、结构的损耗因子、耦合损耗因子等的关系;得出了合理控制输入功率的大小、作用部位及损耗因子的大小、分配方式可降低结构振动的结论;发现了根据各分系统单个模态平均储存能量及损耗因子的大小,合理改变各分系统间的耦合损耗因子可控制结构振动的一般规律;给出了几种不同的结构减振措施;提出了不同于常规隔振式高频宽带结构减振。实验表明,上述分析及结论是正确的。     

结构非平稳随机响应分析的快速虚拟激励法

虚拟激励法能够方便地应用于结构非平稳随机响应分析,但在每个离散频点处都涉及到虚拟激励作用下动力方程的时程积分,对于大型复杂结构,其计算量是难以接受的。将结构动力方程写成状态方程形式,采用精细积分法对状态方程进行数值求解,导出了结构动力响应关于离散时刻处激励的显式线性表达式。利用这一显式表达式,只需要变换离散时刻处的激励数值,就可以方便快捷地求出新的激励作用下的结构动力响应。效率分析和数值算例表明,相对于传统虚拟激励法,本文提出的改进算法在求解非平稳激励下结构随机振动方面具有更高的计算效率。     

多维相关随机激励下梁结构响应求解方法

工程结构常受到多维的相关随机激励,本文利用解析法对多维相关随机激励下结构响应的求解进行了研究.利用相关系数描述多维激励之间的相关性,基于连续体振动理论,建立了梁结构在两端受到随机相关基础激励下的响应谱计算方法.针对某导弹舱段结构,进行了相关随机基础激励下结构的随机响应仿真分析,并与有限元计算结果进行了对比.结果表明:建立的计算方法与有限元方法分析结果具有较好的一致性,两种方法得到的功率谱密度函数峰值误差小于2％;随机激励相关性的增加将减小导弹舱段结构反对称模态的响应谱峰值,当两激励完全相关时,该模态不被激发;与此相反,导弹舱段结构其余模态的响应谱峰值随着激励间相关性的增加而明显增大.最后,进一步给出了随机力激励与随机基础激励同时存在时的多维相关随机激励下结构响应计算方法.     

线性随机结构的非平稳随机响应变异性分析

对于具有随机参数的结构受到非平稳随机激励的问题,给出了结构随机响应变异系数的虚拟激励摄动算法.它应用虚拟激励法先将随机荷载转化为确定性荷载,以使随机问题精确地转化为仅结构参数具有随机性的问题,从而将问题归结为应用随机摄动法求解单随机问题.求解过程简单高效,且有较高的精度.     

多相位激励随机地震响应快速算法

对多支承激励间存在相位差的平稳随机响应分析问题给出了计算各种自谱密度及互谱密度的快速直接算法。此法计入了所有参振振型间的互相关项,以及各激励间的互相关项,是快速、简便、精确的频域分析方法,并可用实振型方便地处理非正交阻尼矩阵。     

结构随机激励的响应灵敏度分析

本文建立了有色噪声随机激励的响应协方差矩阵方程,推导了响应灵敏度的计算式,给出了进行灵敏度计算的方法,并作了实例计算。     

不平衡线性转子-轴承系统的非平稳地震激励响应分析

给出了受随机地震激励的线性转子-轴承系统动力响应的有效分析方法。应用虚拟激励法和数值积分法,采用Kanai-Tajimi地震模型,对一个四自由度非对称的刚性转子-轴承系统在地震激励和谐波激励联合作用下的位移响应、位移响应谱密度及响应时变方差进行了分析。讨论了不同转速对位移响应时变方差的影响和不同采样角频率对位移响应时变方差曲线的影响。     

不确定动力系统平稳随机响应分析

由于设计、建造以及测量等诸多不确定因素的影响,通常的有限元力学分析模型只是原型结构的一种均值近似,采用随机结构模型是更为合理的.本文应用随机矩阵模拟不确定线性动力系统有限元模型中质量阵、阻尼阵和刚度阵的随机不确定性,并进一步建立此类非参数概率系统在平稳随机外载作用下动力响应的虚拟激励高效求解算法.数值结果表明,均值有限元模型和随机矩阵模型的动力响应具有很大的差异.对于精细制造,模型的随机性是不能忽略的,本文提出的算法为此类问题求解提供了一条有效途径.     

Theory of fuzzy random vibration with fuzzy parameters

In this paper, based on our previous papers [1–4], the general theory of fuzzy random vibration with fuzzy parameters is studied. In order to better describe the random excitation with fuzziness in mathematics, first, the random variable and random process with a fuzzy parameter are defined and their probability distributions and statistical moments are discussed. Secondly, by simulating the fuzzy random excitation as a random process with a fuzzy parameter, the fundamental method and numerical method are presented for analysing the fuzzy random response of linear or nonlinear oscillators subjected to this kind of excitation. Finally, the methods are applied to the fuzzy random vibration of aseismic structures and a concrete example is given.This paper is supported by the Natural Science Foundation of China.     

含模糊参数的随机振动

本文在抗震结构模糊随机振动的研究基础上,进一步研究含模糊参数的随机振动分析方法,为了较好地描述具有模糊性的随机干扰,首先在Zadeh定义的模糊变量的基础上,定义了含模糊参数的随机变量和含模糊参数的随机过程,并讨论了它们的概率分布和数字特征;然后将模糊随机干扰模拟为含模糊参数的随机过程,提出了在这种模糊随机干扰下振动体系的模糊随机反应分析的基本方法和数值方法;最后对于抗震结构的模糊随机振动给出了具体的分析和算例     

基于逆虚拟激励法的垂向轨道不平顺功率谱识别

提出一种识别轨道垂向不平顺功率谱的新方法.采用定点激励的垂向车辆-板式轨道耦合动力学模型.车辆简化为多刚体模型,板式轨道考虑为3层梁模型,并通过线性轮轨力耦合车辆模型和轨道模型.以轴箱加速度作为测量对象,采用逆虚拟激励法识别垂向轨道不平顺的功率谱,并研究了测量误差和车辆运行速度对垂向轨道不平顺的识别精度的影响.数值结果表明,本文方法能够较为准确地识别垂向轨道不平顺功率谱,为列车运行环境载荷识别与评估提供了新的途径.     

RESPONSE ANALYSIS OF PIEZOELECTRIC SHELLS IN PLANE STRAIN UNDER RANDOM EXCITATIONS

The random response of a piezoelectric thick shell in plane strain state under boundary random excitations is studied and illustrated with a piezoelectric cylindrical shell. The differential equation for electric potential is integrated radially to obtain the electric potential as a function of displacement. The random stress boundary conditions are converted into homogeneous ones by transformation,which yields the electrical and mechanical coupling differential equation for displacement under random excitations. Then this partial differential equation is converted into ordinary differential equations using the Galerkin method and the Legendre polynomials,which represent a random multi-degree-of-freedom system with asymmetric stiffness matrix due to the electrical and mechanical coupling and the transformed boundary conditions. The frequency-response function matrix and response power spectral density matrix of the system are derived based on the theory of random vibration. The mean-square displacement and electric potential of the piezoelectric shell are finally obtained,and the frequency-response characteristics and the electrical and mechanical coupling properties are explored.     

多人随机行走激励下人行桥振动分析

大跨人行桥具有轻质、轻柔、阻尼小及低频等特点,基频较小时对人行荷载激励较敏感,但目前对其在多人随机行走下的随机振动问题研究较少。本文基于标准步行荷载,使用人行桥多点加载模型,推导了多人随机行走下大跨人行桥振动响应时程的精细时域计算方法,并以此验证本文提出的计算人行桥随机振动的更简便的谱分析方法;通过构造桥上落足点的荷载时程,变换得到荷载时程功率谱,再利用荷载功率谱并借鉴林家浩教授提出的虚拟荷载法推导出反映行人舒适度的均方根加速度频域计算方法。