模态叠加法计算地震加速度时程反应的几个问题

针对模态叠加法进行结构加速度时程反应分析,讨论了广义坐标积分步长、模态截断和离散位移时程求导三个问题对加速度时程反应误差的影响。并提出了振型加速度贡献系数的模态截断指标。以简谐荷载作用下单自由度体系的地震反应和三条地震波作用下的5层框架结构的地震反应为例进行数值计算。算例分析结果表明：当广义单自由度计算的离散时间步长小于1/32倍的自振周期时,加速度反应的误差小于5%；对于加速度时程反应而言,基于振型参与质量选取的模态数偏少,应基于振型加速度贡献系数作为模态截断的依据；由离散位移时程经中心差分法所得加速度的误差与直接由模态叠加法所得的基本相同,而FFT方法所得加速度时程存在虚假的高频振动而误差较大,采用低通滤波可有效降低误差。     

基于环境振动的某设置防震缝结构的动力特性

对于设置防震缝的既有相邻结构,防震缝的塞缝和盖缝处理措施可能引起相邻结构间的动力相互作用,由此引起的模态会增加模态参数识别的复杂程度.以利用悬臂构件形成防震缝的某钢筋混凝土办公楼为例,该办公楼由主楼、东楼和西楼三部分组成,在各相邻结构内分别进行环境振动测试,利用频域分解法对其模态参数进行识别,得到了主楼和东楼的四阶及西楼的两阶自振频率、阻尼比和振型.由于各相邻结构间存在因防震缝的填缝措施引起的相互作用,导致一个结构的自振频率和由相互作用产生的频率混杂在一起.各结构有限元模型的自振频率和振型与识别结果吻合较好,但由于结构间的相互作用增强了整栋建筑的整体性,主楼和东楼的有限元模型的第三阶扭转频率均小于识别结果.对设置防震缝的相邻结构来说不应总是假定相互之间是独立的.     

使用ODS FRF方法分析叶轮的动态特性

以工作振型(ODS)技术为基础,采用工作振型频率响应函数(ODS FRF)分析方法对风机叶轮进行了测试,得到了所测叶轮的振动峰值频率分布及其相应振型,并和传统试验模态方法(锤击测试)进行对比。结果表明:采用ODS FRF分析方法可以从试验数据中成功提取出叶轮的重根模态,比锤击测试模态分析结果更为理想。     

摩托车挡泥板动力响应分析

利用UG NX8.0软件对摩托车挡泥板进行有限元建模和动力学响应分析。通过对挡泥板有限元模型的模态分析,求得固有频率和几何振型。求解了在同一路况不同速度对前挡泥板结构的影响,探讨了影响摩托车挡泥板振动的几个因素。并与模态分析结果做了对比分析。这对于摩托车挡泥板结构的设计和破坏原因的预测等,都具有一定的指导意义。     

集雪器螺旋叶片的结构参数优化及动力特性

对小型除雪机螺旋集雪器的结构参数进行了优化设计,并进行了动力学特性分析.对雪颗粒在螺旋叶片上的运动进行了分析,建立螺旋叶片上雪颗粒运动的数学模型,得到螺旋叶片的结构参数与雪颗粒运动速度的关系,确定了螺旋叶片的外环直径、内环直径、螺距及转速等参数的最优值.通过对集雪器螺旋叶片进行力学分析,得到螺旋叶片受力时的应力分布和位移变形情况,确定了螺旋叶片厚度的最优值.应用模态分析方法,分析了集雪器的工作转速对螺旋叶片振动性能的影响.分析结果表明,经参数优化后的除雪机效率更高,在许用工作转速内,动态性能稳定,不会发生共振现象.     

Designing Ultra-High-Birefringent Photonic Crystal Fibers with Circular Air Holes in the Cladding

Abstract

This article reports a new air-silica photonic crystal fiber structure of high birefringence (~10^?2). The birefringence is due to large axial anisotropy introduced in the fiber geometry by a preferred arrangement of circular air holes of different sizes in the cladding structure along orthogonal directions. A series study of birefringence and cut-off properties of the fiber that leads to optimization of geometrical parameters toward maximized birefringence achievable in the single-mode regime through this micro-structure is provided. Also, other inherently related modal properties of the fiber and the stack design toward preform realization are investigated. The findings should be useful in realizing high-performance high-birefringence fiber.     

Biodegradable Microparticles with Surface Dimples as a Bi‐Modal Imaging Contrast Agent

Fabrication of physically engineered colloids and their application to the biological fields is emerging importance because of their potential to provide an enhanced performance without altering the chemical properties of biomaterials used. A facile approach is reported to fabricate sub‐10‐μm‐sized PLGA microparticle with small dimples covering the surface by droplet imprinting. Optical and magnetic resonance bioimaging agents are easily co‐encapsulated inside the microparticles to obtain a bi‐modal imaging agent. Cell internalization efficacy of dimpled particles in DC 2.4 cell is enhanced compared with conventional smooth round‐shaped colloids. Our result indicates that morphology‐controlled microparticles show promise as a cell labeling with improved cell interaction.     

体育馆大跨度预应力次梁楼盖竖向振动模态分析

以重庆市铜梁县新城核心区小学建设项目3#楼(体育馆)工程为背景,对其大跨度预应力次梁楼盖竖向振动模态进行模拟分析,并与实测结果相比较,评价其控制竖向振动舒适度的效果。根据建模思路精确建立的该大跨楼盖有限元模型,其模态分析结果与模态实测结果接近,相对误差约为5%;模拟分析及工程实测结果表明,该大跨楼盖前三阶振型均以竖向振动为主,结构自振基频满足我国现行相关规范的要求,竖向振动舒适度符合标准;与无底板的大跨次梁楼盖相比,增加底板后,其增幅最小的一阶频率增长了19.9%,表明增加底板可有效地控制大跨度预应力次梁楼盖的竖向振动。     

框架面板式构型卫星冲击响应特性分析方法

框架面板式构型卫星火工品作动时产生的高量级、高频响冲击载荷会导致星上单机设备的损伤,然而板杆耦合的力学特性导致冲击载荷的传递及衰减特性差异很大,分析评估关键部件的响应准确性差.本文通过直接积分法和模态叠加法对框架面板式构型卫星进行瞬态响应分析,比对两种求解方法优缺点并分析影响计算结果精度和时长的可能因素.仿真数据表明,对于爆炸冲击这类作用时间极短、高频成分占激起响应较大比重的载荷,模态叠加法虽然可以通过截断模态选取范围,调整时间步长解决直接积分法计算量大、运算次数多、计算时间长的问题,但易忽略高阶模态、影响计算结果的准确性.通过与地面试验验证结果比对,直接积分法更适应于框架面板式构型卫星的冲击响应分析.     

风力发电机定子振动测试及响应分析

为了解决大型风力发电机组的振动和噪声问题,以某直驱型风力发电机为研究对象,使用加速度传感器对发电机定子在运行状态下的轴向加速度进行了测试。随后利用有限元软件建立等效模型,进行模态分析和响应分析,得到发电机定子的固有频率、振型和共振频率值,并将有限元仿真结果与测试结果进行分析。实测结果表明,在运行过程中,发电机定子在6点钟方向的轴向加速度远大于9点钟方向的轴向加速度,并且轴向加速度在发电机转速为9.5 r/min时达到峰值,模拟结果表明,发电机定子的响应频率为23 Hz,该频率为电机轴向加速度最大值相对应基频的3倍,并且在该频率下,发电机定子6点钟和9点钟方向的位移比值与实测加速度比值接近。该研究可为风力发电机的实际运行、振动测试和仿真模拟提供参考。