振型坐标之间的相关性分析

<正> 学生在学习“随机振动”时,常将系统对激励的总响应在各阶振型上的分量(即振型坐标)之间的相关性与“振动理论”中关于“振型矢置间线性无关,各振型坐标的运动独立发生”相混淆.甚至由后者直接得出振型坐标不相关的错误结论.本文旨在指出,振型坐标     

振型叠加法合理振型数目的确定

振型叠加法是常用的动力时程分析方法之一,参与计算的振型数目是影响该方法精度的重要因素。本文揭示了确定振型参与数目的质量参与系数法、振型位移控制法的数学背景及物理含义,分析了两者存在的不足。通过推导振型截断误差估计公式,提出了更合理的确定振型数目范数形式的方法。这种方法基于严密的理论推导,适用于任意动力荷载形式。计算结果表明,振型位移控制法所确定的振型数目过大,质量参与系数法提供的振型数目偏少,而本文方法更有优势。     

固有频率集聚时处理振型的一个方法

1.前言现在作固有振动分析的结构愈来愈复杂了。由此带来的困难不仅在于自由度众多,还在于常有频率集聚现象,即在很小一段频率区间内有很多个固有频率。当频率集聚在一起时,相应的固有振型对结构的某些物理参数变化很敏感。在正问题中,例如用有限元模型计算固有频率和振型,由于这种敏感性,刚度阵与质量阵的某些误差就会导致计算所得的集聚组振型有更大的误差;在反问题中,集聚组对应的振型对测量误差很敏感,因而也难     

动态测试与边界元法相结合的模态振型参数识别

试验模态分析中,要获得完整的模态振型,需要在所有自由度方向都进行测量。为了减少测点数以及为了补足某些无法测量的自由度,本文提出用边界元法的解析关系来扩展动态测试的数据。这样,在进行试验模态分析时,就可以减少测点,增加数据平滑性,并且提高数据精度。经过仿真及实例,验证了方法的可行性。     

复振型导数计算的移位多次模态加速法

本文研究了含粘性阻尼结构的复振型导数计算问题，将导数计算问题看成是一个简谐激振的响应计算问题，采用多次模态加速法和移位法，导出了复振型导数计算的移位多次模态加速法。该方法具有明确的数学和物理意义，可导出已有的各种计算方法。算例表明本方法计算复振型导数只需用很少几个模态即可保证精度，计算量大大减少。     

用振型分析法求响应时初始条件的变换

一个n自由度的系统受外力激励产生振动时,其响应往往以低频振动为主,高阶振动的分量只占次要地位.对实际工程结构来说,由于阻尼的作用,高频振动不但振幅小,而且衰减也快,因此可以略去不计.针对这种情况采用振型分析法来求响应是很有利的,此时只需先求出在响应中占主要地位的前s 阶固有频率和振型,再算出前s 阶振动在响应中各自所占的分量即可.因为s ...     

基于大质量法的结构零频率振型的动力特性

在介绍大质量法基本原理的基础上,根据多点输入下结构无阻尼动力反应方程,通过理论推导论证了基于大质量法所得到的结构体系零频率振型的动力特性.理论推导的结果表明:基于大质量法的结构零频率振型为该结构的拟静力模态向量的线性组合,其中组合系数为该结构零频率振型中对应于结构基底释放自由度的子向量中的各个元素.最后,通过3个简单多自由度动力体系的数值结果验证了上述结论.     

有频率、振型节线位置要求的结构动力学优化设计

本文提出了一种同时满足固有频率、振型节线位置等要求的结构动力学设计方法。该方法先建立了振型节线位置及变化与独立设计参数的关系，然后在某些约束下利用优化方法求解设计结果，文中同时还给出了模态空间中固有频率、振型灵敏度分析的数值计算方法。实例表明它能有效地解决一些工程结构设计时涉及到固有频率、振型节线位置要求的结构动力学设计问题。     

振型一阶导数的高精度截尾模态展开法

模态展开法是计算振型一阶导数的常用方法,然而,当高阶模态被截断时,它不能给出精确解,甚至会产生很大的截断误差。本文研究被截断的高阶模态对振型导数贡献的定量计算问题,证明了被截断模态的贡献可以用已知的低阶模态和系统矩阵来显式表达,给出了计算方法,并用数值例子说明了本文方法的有效性和正确性。     

有频率,振型节线位置要求的结构动力学优化设计

本文提出一种同时满足固有频率，振型节线位置等要求的结构动力学设计方法，该方法先建立了振型节线位置及变化与独立设计参数的关系，然后在某些约束下利用优化方法求解设计结果，文中同时还给出了模态空间固有频率、振型灵敏度分析的数值计算方法，实例表明它能有效地解决一些工程结构设计时涉及到固有频率，振型节线位置要求的结构动力学设计问题。     

用振型分析法求响应时初始条件的变换

一个n自由度的系统受外力激励产生振动时,其响应往往以低频振动为主,高阶振动的分量只占次要地位.对实际工程结构来说,由于阻尼的作用,高频振动不但振幅小,而且衰减也快,因此可以略去不计.针对这种情况采用振型分析法来求响应是很有利的,此时只需先求出在响应中占主要地位的前s 阶固有频率和振型,再算出前s 阶振动在响应中各自所占的分量即可.因为s<相似文献   

基于模态振型和平稳小波变换的悬臂梁微小缺陷识别研究

结构损伤识别方法有很多种,通常结构振动模态振型对缺陷的损伤识别较为敏感,振型体现结构的固有属性及结构局部的特征,可以用于检测缺陷的存在及其位置。但是缺陷比较微小时,仅仅通过振型难以进行损伤识别。因此本文通过对振型进行平稳小波变换处理来检测悬臂梁的微小缺陷。通过有限元模态分析获得含不同缺陷深度、不同缺陷宽度、不同缺陷位置的悬臂梁模型的振型并利用平稳小波变换进行分析处理。结果表明:该方法可以准确判断缺陷的存在及其位置,并且平稳小波细节系数突变峰值随着缺陷深度增大而增大,随着缺陷宽度增大而增大;另外,该方法受振型节点影响,在工程实际应用时应综合前几阶次振型进行缺陷识别。     

振型节线角度对舵面颤振稳定性的影响

针对舵机支撑刚度支持下的舵面结构,建立了广义气动力与舵面前两阶局部刚化模态振型节线角度关系的表达式,分析广义气动力随振型节线角度的变化规律,根据Routh-Hurwitz稳定性判据研究振型节线角度对颤振临界动压的影响．研究结果表明：舵面前两阶局部刚化模态振型节线处于相对“横平竖直”的状态时,前两阶模态经由广义非定常气动载荷引起的耦合较弱,舵面的颤振临界动压较高．     

复振型导数计算的移位多次模态加速法

本文研究了含粘阻尼结构的复振型导数计算问题，将导数计算问题成是一个简谐激谐的振的响应计算问题，采用多次模态加速法和移位法，导出了复振型导数计算的移位多次模态加速法，该方法具有确的数学和物理意义，可导出了已有的各种计算方法。算例表明本方法计算复振型导数只需用很少几个模态即可保证精度，计算量大大减少。     

频率方程有重根的主振型问题

针对自由振动体系的频率方程有重根解的现象，利用矩阵秩的判断对体系进行讨论，给出实例分析，绘出了振型图．     

基于模态振型的载荷转换计算方法

在航空领域,将翼面载荷准确施加到结构有限元模型上是有限元响应计算的必要步骤之一,但计算流体力学 (computational fluid dynamics,CFD) 得到的气动载荷通常无法直接施加至有限元模型。目前翼面载荷的转换计算方法依然存在计算效率不高的问题。由于翼面载荷分布具有连续、光滑的特点,理论上可用合理的基函数加权叠加进行拟合。本文试用模态振型作为基函数拟合载荷,先针对气动与结构两种网格构建同一翼面的两个结构模型,这两个结构模型理论上具有相同的模态。再用气动网格构建的翼面模型的模态振型作为基函数,并基于模态截断理论近似拟合CFD端的翼面载荷,得到拟合函数的权系数。最后,利用该权系数并根据结构网格构建的翼面模型的模态振型,拟合得到气动性能计算和有限元法（finite element method,FEM）端的翼面载荷。通过一个算例进行计算验证,以合力与压心来评价载荷转换的精度,结果表明,此法具有较高的计算精度与速度。

     

具有频率和振型概率约束的工程结构动力优化设计

对随机参数结构建立了具有频率、频率禁区和振型位置概率约束的结构动力优化设计数学模型;利用一次二阶矩法对概率约束进行了等价化处理,推导了频率、振型节点位置和可靠性指标对设计变量的灵敏度表达式;利用子空间迭代法和混合罚函数法求解,通过梁和板两个结构算例证明文中模型的合理性和求解方法的有效性。     

结构力学教材中δ_(ij(i≠j))=0的主振型问题

本文对振动方程副系数δｉｊ（ｉ≠ｊ）不等于零的振动体系从线性代数矩阵秩的判断,并结合实例分析,给出解并绘振型图     

复振型的物理意义——以两自由度陀螺系统为例

在传统振动力学教学中,复振型主要用于振动方程解耦的数学操作,对其物理意义阐述不清楚。本文从简单的旋转框架下两自由度线性系统入手,阐述了模态振动中复振型表征各振子位移与速度组合的比例关系,而非实振型所表征的位移比例关系。本文明确了复振型振动的非同时性及伴随性,引导振动力学的初学者深刻理解复振型的直观物理意义。     

振型归一化对梁结构柔度曲率损伤指标的影响

结构柔度矩阵需由质量矩阵归一化振型获得,而质量矩阵归一化振型难以直接测得,限制了柔度曲率类损伤指标的应用。为分析振型归一化方法对梁结构柔度曲率类损伤指标的影响,根据梁结构的刚度、弯矩和位移曲率的关系,建立了均布荷载作用下结构损伤前后位移曲率与损伤程度的理论表达式,实现定量分析均匀荷载面曲率结构损伤程度。提出P-范数振型归一化方法,通过均匀荷载面曲率指标推导了振型质量矩阵归一化系数差x_α与损伤程度的关系。以三跨连续梁算例对理论进行了验证,结果表明,损伤程度定量指标效果良好,不同P-范数振型归一化方法下,损伤程度的偏差可由2x_α估算;2-范数振型归一化方法的损伤识别结果与质量矩阵振型归一化结果最接近,故当无法获得质量矩阵归一化振型时,可采用2-范数归一化振型代替。