拟线性系统高斯截断法的误差估计

1 引言起源于湍流研究的矩法现已成为随机振动分析的有力工具.众所周知,非线性系统随机响应的矩方程具有无穷的层次.为了得到封闭的近似方程组,曾提出各种截断方法.其中高斯截断是最早提出来的简便方法(Bolotin,1984).近年又提出了几种非高斯截断法(Crandall,1980;Wu 与Lin,1984).所有这些方法都是通过直观推导引入的,其合理性往往只能靠数字例子来说明.在系统的转移概率密度函数可以展开为小参数μ的幂级数形式     

车桥耦合系统随机振动的时域显式解法

在桥面和轨道随机不平顺作用下,车桥耦合系统振动是一个典型的非平稳随机振动问题.笔者分别建立表征物理演变机制的车辆系统和桥梁系统的动力响应显式表达式,然后利用车桥之间的运动相容条件,建立车桥之间接触力关于桥面不平顺的显式表达式.在此基础上,即可直接利用统计矩运算法则,获得车桥接触力的统计矩演化规律,并进一步计算车辆系统和桥梁系统关键响应的演变统计矩.此外,也可以基于车桥接触力关于桥面不平顺的显式表达式,高效地进行随机模拟（即Monte Carlo模拟, MCS）,以获得车桥耦合系统关键响应的演变统计矩及其他统计信息.在上述过程中,由于实现了车桥耦合系统物理演变机制和概率演化规律的相对分离,在响应统计矩计算中,无需反复求解车桥耦合系统的运动微分方程,且可以仅针对车桥接触力及其他所关注的关键响应开展降维计算,大幅提高了车桥耦合系统随机振动的计算效率.数值算例表明,所提出的方法具有理想的计算精度和计算效率.     

虚拟激励法在国内外工程界的应用回顾与展望

《随机振动的虚拟激励法》自1985年正式发表以来,逐渐得到许多工程领域的认可和采用,解决了很多重要而困难的工程问题.该方法不但被国内某些工程规范所推荐,而且被3种国际工程手册成章刊载,在国际上亦占有了一席之地.该文是笔者参考了数百篇国内外论文,依据其中一部分在11个工程领域对虚拟激励法的应用和一些学者的评论所撰写的综述.借以让更多工程技术人员和研究者对虚拟激励法有较为全面的了解,以结合各自工程领域更有效地开展对随机振动理论和方法研究成果的应用和发展.     

随机结构动力特性分析格林函数法

在考虑材料参数和几何参数小变异情况下,采用一阶近似方法将随机杆件动力特性分析的控制微分方程分解为关于动力特性均量和偏量的两组控制微分方程,然后利用这两组方程在形式上与静力问题控制微分方程的相似性,采用静力问题基本解以及域外布设虚荷载方法和多域耦合技术,提出了随机结构动力特性分析格林函数法.从数值算例可以看出,在小变异情况下,本文方法的结果与Monte-Carlo法的结果相当吻合,计算精度较高;在计算效率方面,本文方法的计算量远少于摄动随机有限元法的计算量.     

THEORETICAL MODEL AND NUMERICAL METHOD ON ONLINE IDENTIFICATION OF DYNAMICAL CHARACTERISTICS OF STRUCTURAL SYSTEM （Department of Engineering Mechanics, Southeast University, Nanjing 210096, P.R. China）

An online method of identification of dynamic characteristics only using measured ambient response of structural dynamic system is widely focused on. The Ibrahim and ARMA ( AutoRegressive Moving Average ) methods are basic identification methods. A model on dynamic system suffered by random ambient excitation was researched into, and a subspace decomposition methodwas introduced. Robustness and effectiveness of this approach on identification of vibration characteristics are demonstrated on numerical experiment.     

非高斯激励下带附加质量的悬臂梁响应研究

大多数悬臂梁的研究都是基于确定性振动分析或将外部激励假定为高斯过程,鲜少涉及非高斯激励。针对非高斯激励下带附加质量的悬臂梁的响应特征进行研究。首先,通过Lagrange方程建立考虑曲率非线性的悬臂梁振动方程;然后,通过指数多项式闭合法求解结构响应的概率密度函数,并分析了平均到达速率、激励强度及附加质量对结构响应的影响;同时分析了非平稳非高斯激励下非线性结构参数对响应的影响。计算结果表明,指数多项式闭合法与模拟解吻合很好,平均到达速率越大,结构响应的概率密度函数曲线收缩越明显。     

空间相机反射镜组件的随机振动疲劳分析

针对空间相机反射镜组件在随机振动试验中出现的疲劳破坏问题,为了保证结构的安全,应用有限元方法预测结构随机振动疲劳寿命。首先建立了反射镜组件有限元模型,然后进行了模态和频率响应分析,最后利用MSC.Fatigue软件结合材料S-N曲线和载荷谱进行了随机振动疲劳分析。通过分析得到反射镜组件的疲劳寿命最小为80235s,其位置在柔性支撑结构的十字筋处。结果表明,反射镜组件的疲劳寿命远大于试验的所需时间,满足设计要求,可以对材料的选取和结构的优化设计做出快速响应,为结构随机振动疲劳寿命的研究提供参考和依据。     

考虑非局部效应的双层纳米板的磁弹性随机振动

研究了四边简支双层纳米板在外加磁场的作用下的磁弹性随机振动问题．基于非局部弹性理论和板壳 磁弹性理论建立了系统的磁弹性随机振动方程．通过模态分析法对其进行位移响应分析，得到了通入平稳随机 电流时双层纳米板位移响应均值、功率谱密度函数等数字特征．在此基础上，分析了非局部参数、磁场强度、 板厚比等对功率谱密度的影响．结果表明，非局部参数、磁场强度、板厚比等因素的变化会影响系统的振动能 量变化及振动响应带宽分布.     

Design of piezoelectric energy harvesting devices subjected to broadband random vibrations by applying topology optimization

Converting ambient vibration energy into electrical energy by using piezoelectric energy harvester has attracted a lot of interest in the past few years.In this paper,a topology optimization based method is applied to simultaneously determine the optimal layout of the piezoelectric energy harvesting devices and the optimal position of the mass loading.The objective function is to maximize the energy harvesting performance over a range of vibration frequencies.Pseudo excitation method (PEM) is adopted to analyze structural stationary random responses,and sensitivity analysis is then performed by using the adjoint method.Numerical examples are presented to demonstrate the validity of the proposed approach.     

Polarization-maintaining fiber loop with double optical length and its application to fiber optic gyroscope

A novel polarization maintaining fiber (PMF) loop is proposed and used for an interferometric fiber optic gyroscope (FOG). By splicing a conventional PMF loop with two pigtailed polarization beam splitters, polarized light can be guided to propagate along the slow and fast axes of the PMF in sequence to double its effective optical length in the loop. In particular, the resultant optical length in the combined loop is partially self-compensated for some external disturbances, such as transverse strain. Primary experiments on the FOG using the proposed loop demonstrate that the average static bias deviation between-40 and +60 °C is less than 0.050 deg./h, and the average bias variation under conventional random vibration test is less than 0.10 deg./h.