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相似文献
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1.
计算结构动力影响的状态方程直积分法   总被引:4,自引:0,他引:4  
利用钟万勰等发展的指数矩阵精细算法,提出了状态方程直接积分法。它能适用于确定情形各种激励作用下系统的动力响应分析,与分段等效线性化方程相结合,也可用于某些非线性系统的响应计算。算例表明,状态方程直接法具有精度高、不受时间步长的严格限制等特点。  相似文献   

2.
基于气动力降阶模型的跨音速气动弹性稳定性分析   总被引:6,自引:0,他引:6  
基于离散型输入输出差分模型,运用非定常CFD方法训练信号,然后运用最小二乘方法进行参数辨识,得到降阶的非定常气动力模型,再将该离散差分模型转换为连续时间域内的状态方程。耦合气动状态方程和结构状态方程,得到耦合系统的气动弹性状态方程。求解不同动压下状态矩阵的特征值,根据根轨迹图分析系统的稳定性特性。分析结果与直接耦合CFD/CSD方法结果相吻合,可以计算跨音速非线性气动弹性问题。其计算效率比直接耦合CFD/CSD方法提高1~2个数量级。针对Isogai wing在跨音速出现的S型颤振边界进行了较为细致的分析,阐述了该现象是由于系统诱发颤振的分支随着速度(来流动压)的提高而发生转移所导致的。  相似文献   

3.
基于支持向量机回归的结构系统可靠性及灵敏度分析方法   总被引:3,自引:0,他引:3  
提出了一种基于支持向量机回归近似极限状态方程的系统可靠性分析方法,所提方法首先由支持向量机拟合系统各失效模式的极限状态方程,将复杂或隐式极限状态方程近似等价为显式极限状态方程,然后根据系统各个失效模式的逻辑结构,由高精度的显式极限状态方程方法计算系统的失效概率和参数灵敏度.与线性展开和响应面法近似极限状态方程相比,文中方法由于采用了基于结构风险最小化原理的支持向量机回归,因而在拟合非线性极限状态方程上表现优越,计算精度高.与直接蒙特卡洛模拟相比,由于该方法采用较少的样本即可近似出概率等价的显式极限状态方程,因而计算效率大幅提高.工程实例表明:所提方法可以处理串联、并联和混合系统的可靠性与可靠性灵敏度分析,具有工程运用价值.  相似文献   

4.
试采用状态方程直接积分法求解饱和土Biot固结问题,首次得到以位移未知量表示的状态方程、位移和孔隙流体压力的计算公式。算例结果表明,本方法的计算效率较高,同时精确可靠。  相似文献   

5.
冷压状态方程计算的新方法和材料相图的研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文运用位力(virial)定理严格地给出了材料的冷压状态方程.本文的理论没有引入对系统势能的任何假定,只需计算系统的总动能,因而在状态方程的研究上得到了新的进展.本文采用了经典TFD统计模型,给出了计算材料状态方程的新方法.此方法可以运用于整个凝聚体系统,从零压开始计算材料各个压缩度下的压力,考虑到经典TFD模型的统计与真实量子力学统计之间的差异.此方法对每种元素的总动能计算作了修正.用此状态方程的新方法计算,可以得到在整个压缩度范围(包括零压附近)压力与实测值一致的冷压状态方程, 对Li,Na,Al,Fe,Ag和U等元素以及Fe-Ni,Al-Cu等二元合金进行了数值计算,结果与实测值符合得较好. 文中还探讨了材料相图的理论研究.冷压状态方程计算的新方法和相图的理论研究将为材料的设计提供依据.  相似文献   

6.
在解决某些特殊条件下的力学问题时,有时需要知道几十万大气压下的高压气体状态方程。这种高压状态方程难以用实验方法得到。从分子间相互作用势出发采用近似的统计模型导出理论状态方程是一种可行的办法。例如,在计算凝聚炸药爆轰产物性质时所用过的LJD状态方程(基于Lennard-Jones和Devonshire笼子模型的状态方程)就是其中之一。为了考察它与实际符合的程度,以便在更广的范围内使用这种类型的状态方程,本文采用Monte Carlo方法对高压气体的行为进行了直接的计算机模拟,将计算的等温线与LJD模型的结果进行了比较。  相似文献   

7.
金栋平 《力学学报》2023,(10):2373-2380
对于常微分方程描述的非线性振动系统,当采用摄动方法求近似解时,先是给出满足各阶近似解的二阶常微分方程组,继而依次对每一个常微分方程进行求解,以致多自由度非线性振动系统的求解过程相当繁琐.文章针对常微分方程表示的非线性振动系统,提出了一种求解非线性振动系统近似解的多项式向量方法,该方法将二阶常微分方程组表示成一阶状态方程组,将非线性部分写成常数矩阵和多项式向量之积的形式.然后,采用直接摄动方法,获得每个幂次近似解所满足的一组状态方程,此时状态方程的非线性部分成为常数矩阵和前一幂次近似解作为元素组成的多项式向量的乘积.进一步,借助Toeplitz矩阵将多项式向量之乘法表示成矩阵形式,以解决多项式相乘带来的幂次方系数的确定问题,再根据一阶非齐次方程组的求解方法,获得状态方程组的全部近似解析解.多项式向量方法将二阶常微分描述的非线性振动求解过程转换为一阶非齐次状态方程组的求解问题,计算过程主要是矩阵和向量之间乘法运算,提高了计算效率和程序化水平.  相似文献   

8.
王志海  李永池  张泰  郭扬 《实验力学》2006,21(5):624-630
碳酚醛材料在航空航天领域有着广泛的应用,其高压力学性能的研究逐渐受到人们的关注。本文通过轻气炮实验,开展了新型碳酚醛材料冲击压缩力学性能研究。采用非对称碰撞直接测量法测量并计算了击波速度(D)与波后粒子速度(u),建立了D-u型的Hugoniot曲线,并由此推导了两种P-η型的状态方程。进一步,建立了该材料的Murnaghan状态方程,求得了相应的材料参数,并对Murnaghan状态方程和P-η型Hugoniot状态方程进行了比较和分析。  相似文献   

9.
提出多自由度周期参激系统稳定性的数值直接法。通过将扰动方程表示成状态方程形式,再根据Flo-quet理论将扰动解表示成指数特征分量与周期分量之积,并将其周期分量与系统周期系数展成Fourier级数,导出一系列代数方程,建立矩阵特征值问题,从而由数值求解特征值可直接确定参激系统的稳定性。该方法可用于一般周期参激阻尼系统,特征值矩阵不含逆子阵。应用于斜拉索在支座周期运动激励下的参激振动不稳定性分析,数值结果表明该方法的有效性。  相似文献   

10.
黄萧  于鑫 《力学学报》2017,49(5):1145-1153
相比气体,固体介质在高压下的状态方程更为复杂,形式也多种多样.现有关于固体介质中激波反射的理论研究,一般直接采用某种状态方程,缺乏对采用不同状态方程得到的结果的对比.本项工作采用激波极曲线的理论分析方法,选择4种不同组合形式的状态方程(一次冲击激波采用线性的冲击波速度与粒子速度关系式,二次冲击激波采用Gr(u|¨)neisen状态方程;一次冲击和二次冲击激波均采用冲击波速度与粒子速度关系式:一次冲击激波采用线性冲击波速度与粒子速度关系式,二次冲击激波采用刚性气体状态方程;以及一次冲击激波和二次冲击激波均采用刚性气体状态方程),研究固体介质中的斜激波反射,比较了采用不同组合形式的状态方程对反射激波波后压力的影响.利用量纲分析方法讨论了简化状态方程达到较高精度的条件.此外,用ANSYS/LS-DYNA软件,对激波极曲线理论给出的结果进行了验证.本项工作可为固体介质中激波反射问题状态方程的选取提供一定的指导.  相似文献   

11.
12.
Hysteretic behavior due to some nonlinear sources is a common phenomenon in many dynamical systems. One of the sources of this behavior in mechanical systems is dry friction. Dry friction in bolted or riveted joints of mechanical structures makes their dynamic behavior hysteretic. Bi-linear hysteresis is one of the models that can be used to study these systems which is used in this paper. A SDOF system containing a bi-linear hysteretic element called Jenkins element under harmonic, impulse and random excitations is considered. For all three types of excitations, the effects of system and excitation parameters on the defined equivalent system parameters and the response specifications are studied. Harmonic balance method is employed for harmonic excitation studies, and optimum friction threshold for minimizing response amplitude is obtained versus other system parameters and response amplitude. Energy balance method is used for impulse excitation through which the desired decaying ratio can be achieved by tuning the friction threshold, depending on stiffness ratio. System under random excitation is investigated by equivalent linearization technique in two steps. At the first step, equivalent properties are obtained versus instantaneous amplitude of response. In this step, the paper contains the parametric study of system in which the variations of equivalent parameters are described when physical parameters of system or input intensity vary. Overall variance of system response is determined in the second step, and optimum sliding threshold is obtained to have minimum overall variance of system response.  相似文献   

13.
为了降低求解局部非线性结构稳态响应的计算量,基于子结构和阻抗缩聚提出了一种用于求解局部非线性结构稳态响应的计算方法.将局部非线性结构分解为线性子结构和非线性子结构,利用谐波平衡构造各个子结构的阻抗方程,对线性子结构进行缩聚,将局部非线性动力学方程转化为求解一组非线性代数方程组问题,通过迭代求解非线性代数方程组,求解系统的稳态响应.  相似文献   

14.
Announcement     
Vibration reduction in a harmonically excited 1-DOF beam with one-sided spring is realized by control-ling the system state from a stable large amplitude 1/2 subharmonic response towards a coexisting unstable small amplitude harmonic response using feedback linearization. At the unstable harmonic response no control effort is needed because the unstable harmonic response is a long term solution of the uncontrolled system. To reduce control effort when stabilizing the unstable harmonic response, the stable manifold can be used within the control design because at the stable manifold the system state approaches the unstable harmonic response without control effort. Unfortunately, the calculation of this manifold acquires much off-line computational effort while its usage complicates the on-line control design. Therefore, the stable manifold is approximated by the stable eigenvectors of the monodromy matrix. Due to the local validity of the approximation, a two-stage control approach is used. In the first stage, the system state is controlled towards the unstable harmonic response to reach the region where the stable manifold can be approximated accurately by the stable eigenvectors. In the second stage, the system state is controlled towards the stable eigenvectors and approaches the unstable harmonic response with hardly any control effort.  相似文献   

15.
本文将传递矩阵法的应用范围由结构的固有振动分析推广到频域内的地震反应分析。文中具体给出了弯剪粱结构的单元传递矩阵的频域形式。用这种频域内的传递矩阵,结合离散傅里叶变换,即可求得多自由度弯剪梁体系的地震反应。同样地,可用这种方法计算各种串联多自由度体系在其它动力荷载下的反应。该方法精度良好且比相应的有限元法节省计算机CPU时间。  相似文献   

16.
求解转子系统突加不平衡响应方法的研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
本文提出并研究了用传递函数分析法求转子系统的突加不平衡响应,讨论了求这一响应的最佳数值积分方法。用本文提出的理论解方法及三种常用的数值积分法:尤拉后差法,纽马克法,及呼伯特法,对一模型转子算例进行了分析计算,结果表明;尤拉后差法最适用于求转子系统的突加不平衡响应。本文提出的传递函数分析法,可以和试验模态分析方法相结合,以求解复杂转子系统的突加不平衡响应。  相似文献   

17.
In this paper describing functions inversion is used and the restoring force of a nonlinear element in a MDOF system is characterized. The describing functions can be obtained using linearized frequency response functions (FRFs). The response of the system to harmonic excitation forces at distinct frequencies close to the resonant frequency results in linearized FRFs. The nonlinear system can be approximated at each excitation frequency by an equivalent linear system. This approximation leads to calculation of the first-order describing functions. By having the experimental describing functions calculated and the system’s responses corresponding to the nonlinear element (measured or interpolated), nonlinear parameter identification can be performed. Two numerical and experimental case studies are provided to show the applicability of this method.  相似文献   

18.
In this paper, a new method of obtaining the stress power spectral density (SPSD) of a structure that is not through measurement but through imitative computation is presented. First, the dynamic model of a system is established. Then, considering the randomness of the load, the response spectra of the system under different random excitations and parameters are computed by numerical imitation. Last, a concept of unit load stress matrix is put forward. Based on it, the relationship between the SPSD of a structure in a system and the response spectra of the system can be obtained. In particular, the method can be used to compute the SPSD of a new type dynamic structure and to emulate dynamic fatigue life. In the process, an example of the track of a high-speed train is used to compute its SPSD, and the result is used to estimate its fatigue life and to analyze its reliability.  相似文献   

19.
基于虚拟响应信号的结构参数时域辨识研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
在充分考虑线性动力系统的时域响应特性以及小波包分析的频率空间剖分特性的基础上,提出了一种基于虚拟响应信息提取的信号去噪新方法.虚拟响应虽然没有在结构动力检测过程中真实发生,但却是在某种激励下可以实现的一个响应,因此,根据虚拟响应信息同样可以进行结构系统的动力识别.数值研究表明,对于地脉动响应这种有效信号频带与噪声频带相互覆盖的低信噪比信号而言,小波阈值去噪法已无能为力,而基于虚拟响应信息提取的信号去噪方法则有较好的去噪效果.  相似文献   

20.
In this paper, the dynamic response of cable-stayed bridge loaded by a train of moving forces with stochastic velocity is investigated. The cable-stayed bridge is modelled by Rayleigh beam with linear elastic supports. The stochastic Melnikov method is derived and the mean-square criterion is used to determine the effects of stochastic velocity and cables number on the threshold condition for the inhibition of smale horseshoes chaos in the system. The results indicate that the intensity of the random component of the loads velocity can be contributed to the enlargement of the possible chaotic domain of the system, and/or increases the chances to have a regular behavior of the system. On the other hand, the presence of cables in cable-stayed bridges system increases it degree of safety and paradoxically can be contributed to its destabilization. Numerical simulations of the governing equations are carried out to confirm the analytical prediction. The effect of loads number on the system response is also investigated.  相似文献   

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