刚架结构频域子结构法的实验研究

以空间刚架为模型,对Jetmundsen频域子结构综合法进行了探索性实验,并研究了子结构的界面自由度完整性对最后综合结果的影响。实验中,频响函数矩阵中与线自由度响应和集中力输入相关的项通过加速度计与力传感器直接测量,而与转角自由度响应或纯力矩输入相关的项通过一种结合转角自由度间接测试和模态分析技术的方法获取。实验结果显示,实验子结构综合法能够有效地预报结构的动力学性能,而转角自由度的引入能在一定程度上改善预报质量。     

基于实测频响函数的子结构模态综合

本文以梁型结构串联布局为应用背景,研究了导纳综合法的试验模态分析.探讨了界面自由度的选取、刚体模态的处理、预测阻尼比的可能性以及影响预测精度的因素.物理梁试验结果表明,导纳综合法能精确地预测组装结构的频响函数和所需的模态参数.     

界面连接刚度参数辨识的子结构分析法

以试验模态参数为基础,提出一种通过特征方程反问题辨识子结构界面连接刚度参数的子结构分析法。新方法以子结构动柔度矩阵特征方程为基础,建立求解界面结点内力和位移的方程,从而由子结构内部结点可测自由度上的位移用广义逆理论估计界面结点内力和位移。并通过迭代修正内部结点可测自由度上的试验值,以提高界面内力和位移的估计精度。最后通过连接子结构刚度矩阵建立的平衡方程求解相应的刚度参数。文中以太阳电池阵板间铰链副刚度参数辨识为例,将铰链副简化为两端结点各有6个自由度的弹簧连接元,考虑到自由度之间的耦合,推导了连接元的刚度矩阵。用上述方法辨识了铰链副6个自由度的刚度参数,得到满意的辨识结果。     

基于弹性动力学变分原理的模态综合法研究

视子结构为一包含许多内自由度的“大的元素”,子结构界面为“元素的边界”。本文基于弹性动力学的变分原理对界面的要求,选取模态集,导出了位移协调、位移杂交、应力平衡及应力杂交四种子结构模型;定义了有关模态贡献因子,给出模态减缩原则;并讨论了结果误差、提高精度的方法及问题的收敛性。     

Matlab编程实现求解基于振型叠加法的多自由度动力学系统的时域和频域响应

给出了求解多自由度动力学系统响应的M atlab程序,这些程序基于振型叠加法可用于求解由质量矩阵M和刚度矩阵K以及常见阻尼矩阵描述的线性离散系统的时域和频域解.对于无阻尼系统,用户可以选择数值解或符号解析解(以时间或频率表示),并利用复模态叠加法计算了阻尼系统的数值解.总结了模态叠加方法下动力学响应的求解,并在简短的M...     

基于拉格朗日键合图梁-多自由度耦合系统模态分析

基于拉格朗日键合图建立了梁-多自由度耦合系统的离散模型,考虑子结构与梁间的相互影响,得到了系统振动的数学模型。以一个固支梁联接三个弹簧-质量的耦合系统为例进行了建模仿真,得到的模态分析结果与文献一致,表明该方法对此类耦合系统进行模态分析是正确的。     

转动盘一片系的循环对称模综

本文考察在任意恒定转速下叶片/轮盘系的固有模态分析,计及叶片预扭所引起的大变形效应.把群论算法用于子结构技术,通过联立迭代求出叶片/轮盘系在离心场中的平衡位置和应力分布,进而确定初应力刚度矩阵、大变形刚度矩阵,以及相应的动频模态.由于本方法考虑了叶片大变形的影响,且可消去子结构间的全体内连自由度。从而在确保精度的前提下,显著地压缩了计算的规模.实践证明本文提出的子结构联立迭代法有很好的收敛性,它使计算量有巨大的节省.     

直升机气动弹性力学发展现状(续)

Ⅲ.单片桨叶气动弹性问题的求解1.桨叶离散化方法求解旋翼桨叶气动弹性力学问题的第一步是将连续桨叶离散化,即把一个具有无限多个自由度的连续参数系统离散化为具有有限个自由度的离散系统。常用方法有三种: 1)整体模态方法在直升机旋翼气动弹性力学中,以往用得多的离散方法是整体模态法,或称为整体伽辽金方法。此方法的实质是利用桨叶自由振动振型是线性独立      

考虑不确定因素的结构损伤定位方法

将应变模态作为实测资料应用概率方法进行结构损伤定位.采用的模态误差考虑了建模误差和测量误差等不确定因素,避免了测量自由度与模型自由度不匹配的问题.研究了损伤状态搜索策略,并对应变模态和位移模态分别作为实测资料的定位结果进行了比较,表明采用应变模态具有更高的定位精度.     

MSAP程序编制研究简报

为了适应广大SAP程序用户的需要,使模态综合技术在工程界发挥卓越的成效.我们从1983年开始以SAP5程序的动力分析部分功能为基础,加入固定界面法模态综合技术编制MSAP程序.这是一个具有绘图功能的固定界面法模态综合通用程序,规划引入SAP5程序的单元库、绘图功能、带宽优化等功能,同时增加了刚体模态的移频法求解,克服了SAP程序求自由悬浮子结构刚体模态上的困难. 去年完成的MSAP1程序只是总体计划的第一个版本,还只是一个具有绘图功能的空间框架双子结构模态综合通用程序.该程序允许划分子结构的数目是2,没有多重子结构功能,目前单元库还只配备了采用一致质量矩阵的空间梁单元,和能对每一个子结构单独进行     

计算框架结构之动态特性的改进的有限单元方法

本文根据模态综合法之理论与方法,在经典的平面杆单元之形函数中,增加了两个固定界面主模态函数,从而推导出了适合于框架结构动力分析的改进的有限单元模型、单元特性矩阵以及由此单元特性矩阵组集得到结构的总体特性矩阵的方法。通过算例表明:这样的有限单元方法,用于求解框架结构的固有特性时在相同的精度之情况下,结构自由度可以减少近一倍。从而有效地节约所用的计算机的内存与机时。     

改进的无界面子结构模态综合法及其补偿子结构

本文分析了无界面子结构模态综合法的特点,考虑子结构之间相互动力影响,提出一种直接对子结构低阶模态组成的Rjtz减缩基进行修正的改进方案。引入了无界面补偿模态,以补偿被截去的子结构高阶模态的影响;引入了补偿子结构,以提高补偿效果和减缩效果。算例表明,与原无界面法相比,改进的无界面子结构方法具有精度高、计算量小,减缩效果好等优点。     

基于聚类算法和自由度集结的柔性结构模型降阶研究

提出了采用k-means聚类算法对动力相似自由度进行自动集结的模型降阶方法。考虑动力荷载空间分布,给出了根据模态参与系数选取原模型重要模态的方法,并讨论了次要方向自由度舍弃的方法。根据重要模态中各自由度振型值的相似性,应用聚类算法对自由度进行自动分类,从柔度矩阵元素的定义入手推导了结构矩阵显式条件下柔度法降阶的统一表达式,并证明了降阶模型的正定性、对称性及正交关系。最后通过一榀40层混凝土框架结构模型由240自由度降阶为8自由度的算例,说明了柔度法降阶的有效性及降阶模型评判指标的合理性。     

基于简化模型的超高层结构传感器优化布置

对于自由度较多的超高层结构,传感器优化布置时应考虑多阶模态振型.由于存在空间耦合振动,根据振型质量参与系数难以准确选择出结构弱轴方向的高阶振型.基于等效刚度参数识别法,本文提出了一种将有限元模型沿弱轴方向先简化为等效串联多自由度体系,然后根据简化结构的物理参数来计算弱轴方向振型矩阵的方法,有效地解决了这一问题.以某超高层结构为例,根据计算得到的系统振型矩阵,首先由其转置的列主元QR分解得到传感器的初始布置方案,然后以模态置信度(MAC)矩阵的最大非对角元为目标函数,采用逐步累积算法逐步增加可降低此初始布置MAC非对角元的结构自由度,并考虑经济性因素,最终确定出了传感器的布置方案.     

基于有限测点信息的结构损伤识别柔度法

利用有限测点获得结构的模态参数,提出了基于有限测点的结构损伤识别的柔度法。该方法是通过仅考虑结构柔度的灵敏度分析,以结构各自由度的损伤信息为条件,选择对结构柔度变化敏感的自由度为测点,并利用有限测点的信息提出了结构完备模态振型的重建技术。在此基础上,对柔度矩阵做关于结构物理参数变化量的一阶泰勒展开,来确定结构单元的损伤因子对结构进行损伤识别。从而实现利用结构有限测点的模态信息来识别结构的损伤,解决了测试结构的模态振型的不完整给结构的损伤诊断带来的困难。通过数值算例说明了该方法的有效性。     

混合界面直接分支模态综合法

在直接分支模态综合法(本质上属自由界面模态综合法)的基础上,提出并深入研究了混合界面直接分支模态综合法。混合界面法将复杂庞大的结构取做主体部件,而将与此主体部件相连的其余部分视为分支部件。对主体部件采用自由界面,分支部件则采用固定界面。各子结构之间完全独立计算,并且通过计入主、从子结构的剩余模态矩阵的办法来补偿所舍去的高阶模态分量,保证了计算精度。本方法从工程应用的实际出发,通过模拟航空发动机机匣管路系统的数值算例,验证了混合界面法的正确性。     

圆柱壳结构的转角自由度频响函数估计方法研究

频响函数子结构综合方法是工程设计的重要途径.对于子结构综合方法中界面转角自由度不匹配问题,本文采用界面刚性等效方法解决该问题.对于工程中常见的圆柱壳结构,本文通过数值仿真和试验研究验证了该方法在此类结构中获取转角自由度信息的可行性.将估计得到的与转角自由度相关的频响函数结果与有限元仿真结果进行对比,结果表明界面刚性等效...     

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。     

基于固定界面与自由界面子结构模态的混成模态综合方法及其应用

本文提出混用固定界面与自由界面子结构的两类模态来共同构造优良模态基，然后进行模态综合，该方法成倍地增加能反映结构感兴趣频域的可保留模态数，从而大大提高了综合精度。     

一种模态试验和模态参数识别方法

本文提出一种自由度缩聚方法,使原动力学问题,变为另一个等价模型的问题。并在此基础上讨论模态试验和模态参数识别。