基于模态分析的输电塔结构优化模型

选取常见的干字型角钢塔,提出一种新型的基于模态分析输电塔结构优化模型。构建参数化输电塔结构有限元模型,采用拉丁超立方抽样方法进行高效抽样,将样本空间进行均匀划分,再对样本空间抽样,规避了Monte Carlo法样本空间低效重复抽样的缺点,有效提高Monte Carlo随机有限元法的运算效率;分别采用线性回归,纯二次回归,交叉回归及完全二次回归公式优化输电塔结构,通过线性回归残差分析,并综合考虑相关系数R2、F值、P值及评估误差E,选用完全二次回归模型构造输电塔随机输入变量与各随机输出变量之间的数学关系;分别采用模拟退火算法与遗传算法对模型进行优化,优化结果表明：两种算法均能实现全局搜索,规避优化过程中局部最小点;遗传算法的优势更为明显,收敛速度快,计算耗时短,并且目标函数的优化结果较模拟退火算法更优;与输电塔原始结构相比,遗传算法和模拟退火算法优化后的输电塔耗材总体积分别降低19.97%和19.96%,较为接近;经遗传算法优化后的输电塔优化结构五阶固有频率与一阶固有频率的差值是原设计的138.1%,模拟退火算法优化后的结果为113.7%,经遗传算法优化后的输电塔优化结构更好。     

小型货车驾驶室模态分析与优化

利用ANSYS有限元分析软件建立了小型货车驾驶室的三维有限元模型,对驾驶室模态特性进行了有限元分析。计算了前10阶自由模态和振型,分析了驾驶室各阶固有模态频率、振型和局部振动特性。为了使驾驶室具有更为合理的振动特性,提出了相应的结构和尺寸优化措施。     

弦支剪式可展桥参数化分析及优化设计

剪式可展桥能够快速搭建灾后应急通道,提高救援效率.针对剪式机构刚度差、材料利用率低等特点,结合弦支体系提出了一种新型的应急用弦支剪式可展桥梁结构.为研究其结构的承载性能,采用Karamba3D建立有限元模型,在移动荷载作用下对撑杆长度、撑杆数目、剪叉杆截面、初始预应力幅值、剪叉角度等影响因素进行了参数化分析,并利用Galapagos模块以结构最低质量为优化目标对弦支剪式可展桥进行优化设计.结果表明:增大撑杆长度、撑杆数目和初始预应力能够有效减少剪式机构应力和挠度;增大剪叉角度使剪式机构应力和挠度增大,而增大剪叉杆截面厚度会减少剪式机构应力,但会增大其挠度;剪式机构依然以受弯为主;优化使结构质量减少38.89%,且优化后弦支剪式可展桥的应力和挠度大约是其对应剪式可展桥的0.25倍和0.2倍,验证了弦支剪式可展桥的优越性.     

细纱机振动试验模态分析

某细纱机在工作转速范围内发生了较大的振动,为此用试验模态分析的方法对细纱机框架进行了振动研究。试验采用的是ＴＤ８００机械状态监测软件系统,并应用了裾部影响消除法进行模态参数识别,得到了细纱机的墙板、梁及整个框架的固有频率和振型。结合试验模态分析的结果与整机的振动实验,最终找出了细纱机振动的结构原因,对如何改善细纱机的动力学特性提出了合理的建议。试验结果对细纱机的结构设计具有实际意义。     

多模块构架式空间可展开天线背架的模态分析

为掌握多模块构架式空间可展开天线背架的固有振动特性,根据背架的结构特点,基于齐次坐标变换方法,建立了多模块背架的几何模型;运用有限元软件ANSYS建立了天线背架的有限元分析模型,利用子空间法对其进行了模态分析,得到了结构的前10阶固有频率和振型,分析了固有频率的变化规律及振型的特点;研究了结构参数对背架固有频率的影响规律,给出了提高一阶模态的方法.分析结果表明,适当增加上弦杆、下弦杆和斜腹杆的直径,减小拉索的直径可以提高背架的固有频率.该分析方法为天线背架的动力学研究及结构的优化设计提供了理论参考.     

浮置板轨道结构系统振动模态分析

采用有限元分析方法,建立浮置板轨道结构的三维有限元模型,对不同橡胶支承刚度和扣件刚度组合条件下,两种密度混凝土浮置板进行模态分析,获得了橡胶支承刚度为20 kN.mm-1、扣件刚度为30 kN.mm-1时浮置板轨道结构的低阶固有频率和振型,其结果与试验结果吻合.分析了混凝土板密度、橡胶支承刚度、扣件刚度对浮置板轨道结构系统振动特性的影响,可为浮置板轨道结构的减振降噪优化设计提供理论依据.     

交叉模态对结构随机振动疲劳损伤的贡献

以小阻尼简支梁为例,讨论了交叉模态对随机振动疲劳损伤累积的贡献;结构的响应分析采用模态叠加方法,随机振动疲劳损伤累积分析采用Miner线性疲劳损伤准则。数值模拟结果表明,即使是小阻尼稀疏模态结构,交叉模态对结构振动疲劳损伤累积的贡献也是不容忽视的。     

高耸结构建造阶段环境振动测试与模态分析

以建造阶段的广州新电视塔为研究背景,详细介绍了在一般风荷载激励下,对其进行的一次环境振动测试,然后用频域法和时域法两种不同的方法识别出了在测试阶段电视塔的前十阶模态频率及相应的振型和阻尼比,并与SAP2000有限元模型的计算结果进行了比较。结果表明本次频率的测试值和理论值低阶模态频率符合得很好,但高阶存在一定的差异。表明此次环境振动测试结果可以用来修正电视塔的初始有限元模型,从而为今后的健康监测和损伤检测提供较精确的基准模型。     

基于工况传递路径法的后背门振动噪声识别及模态分析

针对某国产SUV怠速时车内结构噪声过大的问题,结合工况传递路径法、有限元仿真和实验测试进行了噪声源的识别和确定。根据发动机以及排气系统对车内噪声的贡献,建立了该车型能量传递路径的分析模型,由工况传递路径法确定后背门对车内结构噪声的贡献量最大。然后,采用有限元软件对后背门进行有限元仿真,结果表明后背门的固有频率与发动机二阶频率之间存在耦合。同时,对该车型进行了整车实验模态和噪声测试,实验结果验证了方法的有效性。     

车身结构模态分析与振型显示的微机程序

以微机为运行环境，用C语言编制了使用方便的模态分析程序和模态图形显示程序，使技术人员可以利用微机对车身结构进行模态分析。     

滚切式双边剪结构与参数设计的探讨

阐述了自主设计的滚切式双边剪的剪切原理,并对主要结构进行了详细的分析论证,最后通过力能参数的设计作出适合中国国情的、高效能的、全部国产化的新型滚切式双边剪。     

可展索-桁架结构的有限元分析

针对完全打开状态下的可展索-桁架结构,借助Fortran程序语言编制的有限元程序,进行线弹性分析。将可展结构的特有单元——剪式单元作为一个宏单元来考虑,推导了宏单元的刚度矩阵,并用于可展结构线弹性响应的数值分析,减少了总体自由度,提高了算法效率。通过与ANSYS对比分析,证明这种途径得到的内力及变形具有较高的精确度。动态模拟可展结构的展开过程,计算效率是关键问题,采用该宏单元无疑将提高模拟展开的计算效率。     

变刚度框剪结构的剪力墙刚度优化

文章通过对变刚度框剪结构层单元模型分析,推导出整体刚度方程,并考虑多振型因素的影响,提出变刚度框剪结构的剪力墙刚度优化的计算方法,同时运用Matlab编制的软件程序对实例进行了计算,可便捷计算出剪力墙的最优刚度及各种地震作用情况下的位移,给结构的初步设计带来一定的参考价值。     

湿模态特征下张力腿结构传感器布点优化

传感器的测点优化布置是海洋工程装备结构健康监测的关键问题之一.TLP(tension leg platform)张力腿结构在海洋环境荷载的长期作用下可能出现疲劳损伤行为,开展张力腿原型现场监测研究十分重要.考虑张力腿结构的湿模态特征,基于有效独立法开展了传感器初始测点位置的优化筛选研究,结合模态置信度准则和最小均方差准则,提出了适用于以张力腿为典型结构的大长细比水下结构的传感器布设方法.以某待建TLP为例,应用所提方法给出了张力腿结构的传感器布点优化方案.所提方法在实际张力腿原型监测系统传感器布点优化方面具有一定应用价值,对于水下直立结构也具有借鉴作用.     

附着式振动器机座优化分析研究

使用UG建立振动器机座三维模型,对模型进行简化后导入有限元分析软件ABAQUS对其进行模态分析和力学分析,得出机座各阶模态的固有频率和受力及位移分布情况,根据分析结果找出结构薄弱处提出优化方案,并对优化后的结构进行有限元分析比较,为该类产品优化设计提供参考依据.     

基于相似理论的钢筋混凝土建筑结构振动模态

以三层钢筋混凝土建筑结构为研究对象，将其简化为3自由度的弹簧-质量振动系统，用相似理论建立振动系统的实验模型，制作等效的建筑结构实验模型．用传递函数响应方法对实验模型进行动态响应实验研究，测得振动系统的固有频率和振型，掌握振动系统的动态特性，为钢筋混凝土建筑的结构设计和系统减振设计提供动力学的实验测试方法，尤其给安装在建筑物内机械设备的振动控制提供了设计依据．     

基于Ansys的地下结构模态分析

文章对模态分析的基本理论和计算方法进行了简述,在Ansys环境下建立了地下结构的实体模型并对其进行模态计算分析,获得了该结构的固有频率及相应振型.     

模态分解法辨识线性结构在环境激励下的模态参数

根据线性结构中白噪声响应之间的相关函数与脉冲响应函数具有相同的数学表达式的特点,用模态分解法把相关函数分解为不同频率的信号,然后把各个不同频率的信号看作单自由度系统脉冲响应进行模态参数辨识。该方法的最大优点是：（1）把多自由度系统的模态参数辨识问题转变为单自由度系统的模态参数辨识问题;（2）不存在模型阶数的选取问题;（3）对输出噪声具有鲁棒性;（4）从测试数据中直接识别实模态,避免了由复模态提取实模态问题;（5）仅根据一个测点的响应信号就可辨识结构的频率和阻尼。算例表明,用模态分解法辨识线性结构在环境激励下的模态参数是成功的。     

发动机悬置系统模态分析与优化

根据悬置系统设计的基本理论,对悬置系统进行了动力模态分析;在模态分析基础上,建立悬置系统优化设计的数学模型,对悬置系统的能量解耦度和谐振频率进行了优化设计。