模态分析在轨道振动特性研究中的应用

本文首次将模态分析理论应用于轨道结构振动特性的研究中，介绍了轨道结构动力响应的振型叠加法，采用传递特性分析评价了轨道结构减振隔振的措施。通过落轴试验，测得轨道结构各部分的传递函数，然后应用传递函数模态分析法，获得了垂向振动的固有频率，主振型及阻尼比。研究结果表明，模态参数理论可简化轨道振动的理论分析；试验模态分析技术能探索轨道结构的固有振动特性；使最终实现轨道定量分析成为可能。     

基于有限元的悬浮隧道模态分析

为研究悬浮隧道结构的振动特性,采用有限元软件对悬浮隧道进行数值模拟和模态分析,得到悬浮隧道系统的前5阶振型。模态分析应用结果表明：悬浮隧道是一种长周期的结构物,主要变形以水平振型为主。研究成果对悬浮隧道的早日应用有一定的参考价值。     

某混合动力客车车身骨架的模态及谐响应分析

客车的动态特性决定了客车的舒适性、行驶安全性,并且影响着零部件的使用寿命。针对某混合动力客车的动态特性,创建该混合动力客车的车身骨架有限元模型,进行模态分析,得到车体固有频率和振型;以发动机振动为激励,进行谐响应分析,监测并得到车身不同位置的振动响应数据;为后续优化车身结构、解决车身振动问题提供参考。     

基于有限元法的125型摩托车车架结构分析

针对某125摩托车局部振动比较严重,采用有限元分析软件ANSYS,对该款车架进行了结构模态分析,得到车架固有频率和振型。并与该车架的试验模态分析结果进行比较,认为建立的模型满足设计要求,为后续车架结构优化改进工作奠定了基础。     

制动盘重根模态识别

为有效识别盘式制动器制动盘的重根模态,基于ANSYS有限元分析软件建立制动盘仿真模型,通过模态分析获取制动盘固有频率及模态振型,采用节圆-节径描述制动盘的9阶模态振型,识别重根模态.通过锤击测试法对制动盘进行试验模态分析,与有限元分析结果对比,各阶模态固有频率的最大误差未超过5％,验证了制动盘存在重根模态与有限元计算结果的可靠性,并分析两种结果存在误差的原因.重根模态的识别可为分析制动盘振动固有特性、降低制动器振动噪声及优化设计等提供依据.     

基于有限元的汽车保险杠结构设计动态特性分析

以保险杠为研究对象,建立了保险杠结构的有限元模型,并针对不同结构的保险杠,通过模态分析的方法来考察其不同阶的模态频率和振型,以及保险杠局部振动特性,对比分析得出了结构相对合理的可实际应用的保险杠结构。     

集装箱码头桥吊结构特性的模态分析

振动是结构经常面对的问题之一,因此了解结构本身具有的刚度特性即结构的固有频率和振型,将避免在使用中因共振因素造成不必要的损失.所谓的模态分析就是确定设计结构的振动特性,得到结构的固有频率和振型,对复杂结构进行准确的模态分析将对结构系统的振动特性分析、振动故障诊断以及结构动态特性的优化设计提供依据.用有限元法对关累码头桥吊结构进行了模态分析,得到了10阶模态,并挑选出关键模态,分析了其对结构的影响,最后结合该码头的实际情况,给出了其基本工况下的振动安全性评价.     

集装箱码头桥吊结构特性的模态分析

振动是结构经常面对的问题之一,因此了解结构本身具有的刚度特性即结构的固有频率和振型,将避免在使用中因共振因素造成不必要的损失.所谓的模态分析就是确定设计结构的振动特性,得到结构的固有频率和振型,对复杂结构进行准确的模态分析将对结构系统的振动特性分析、振动故障诊断以及结构动态特性的优化设计提供依据.用有限元法对关累码头桥吊结构进行了模态分析,得到了10阶模态,并挑选出关键模态,分析了其对结构的影响,最后结合该码头的实际情况,给出了其基本工况下的振动安全性评价.     

多约束燃料棒自由振动特性

为开发用于核燃料设计的流致振动计算程序，基于梁理论和势流理论，建立了多约束燃料棒振动问题理论分析方法. 首先通过多跨连续梁理论，得到了多约束燃料棒在空气中振动控制方程和干模态下总体刚度矩阵和质量矩阵；然后通过势流理论，考虑了流体轴流和边界条件的影响，给出了湿模态下附加质量矩阵；最后以压水堆燃料棒为例，得到了燃料棒在干模态和湿模态下自由振动固有频率和振型的理论分析结果，并研究了弹簧刚度和附加质量系数对振动固有频率的影响. 研究结果表明:通过理论分析方法所得计算结果与有限元软件ANSYS计算结果相一致；燃料棒在堆芯中结构为棒束形式，且周围为高速流动流体，振动频率及振型受到流体轴流和周边相邻燃料棒的边界效应影响，但由于多约束作用，流体轴流和边界效应仅影响了振动固有频率，而对振型基本没有影响；拉压和扭转弹簧刚度越大，燃料棒振动频率越高，增加扭转弹簧刚度可使第1阶固有频率增加79.1%，附加质量系数越高，燃料棒振动频率越低，可使第1阶固有频率降低18.2%，通过优化刚度方法可得到理想的振动特性，为格架设计提供参考.      

SCLD板模态控制模型及振动控制

为有效抑制薄板在外界激励下的低频振动,对机敏约束层阻尼(SCLD)结构进行了主动振动控制研究.首先,考虑了黏弹性材料随温度与频率变化的阻尼特性,结合GHM阻尼模型建立了耦合系统有限元动力学分析模型;其次,考虑到结构动力学模型自由度庞大,采用物理坐标下自由度动力缩聚和状态方程下复模态截断进行了两次降阶,并通过复模态空间向实模态空间转换,得到了低维实模态控制模型;最后,通过模态实验验证了理论模型,并基于低阶控制模型设计了振动控制器,证明了研究方法的正确性.研究结果表明,采用本文的组合降阶方法可以有效地对SCLD结构进行降阶,对模态控制模型主动控制取得了良好控制效果:在单位阶跃激励下,振动响应衰减时间从0.20 s缩短为0.08 s;在随机白噪声激励作用下,振动响应均方根值降低了39.65%.      

类矩形双肢钝体涡致振动和气动抑振机理

针对具有类矩形双肢钝体断面拱肋的大跨度拱桥在风洞试验过程易出现大幅涡激振动问题,沿拱肋模型表面进行动态风压同步测量及基于POD算法的本征气动力荷载分布模式分解,获得了涡振发生时对于周期性涡激力具有最大贡献的气动力荷载作用位置,初步揭示出此类断面涡激动发生时的局部气动力荷载作用机制。以上海卢浦大桥和肇庆西江特大桥此类具有双肢钝体断面拱桥为工程实例,结合涡激气动力沿拱肋周向时空气分布特征,提出并以二维悬吊节段模型风洞试验验证了拱肋断面多种有针对性的气动控制措施;结合实际桥梁拱肋的三维空间效应,利用全桥气弹模型风洞试验再现了涡振发生效果的气动力特征、阻尼比效应、三维尺寸渐变效应和质量分布效应的综合影响,结果表明：对于类矩形钝体拱肋断面的上下悬板方案和全盖板方案能大幅度降低涡振振幅并使锁定风速区间向高风速段迁移,但实际涡振抑制效果仍需结合三维模型气弹试验最终判断。     

某型变速器箱体振动噪声分析研究

以某新开发的变速器箱体为研究对象,利用HyperWorks软件建立该变速器箱体的有限元模型。对变速器箱体做自由模态分析和频率响应分析,得到其模态频率分布和相应振型,避开共振点,获得箱体表面振动的速度响应云图。最后对变速器箱体进行辐射噪声分析,提取箱体表面的噪声分布图以得到声辐射敏感区域,提出改进箱体结构的措施。该研究为变速器减震降噪提供重要参考。     

形状记忆合金梁动力稳定性

基于形状记忆合金材料的热：力学行为和拟弹性行为本构关系及梁的动力学平衡方程，建立了该类梁横向振动非线性动力学模型．用平衡态定性分析法讨论了形状记忆合金梁的稳定性与材料相变的关系．研究表明，梁的横向振动平衡态的稳定性与材料相的稳定性有对应关系．在马氏体相稳定的低温状态，系统有3个不动点，1个为稳定中心，另外2个为不稳定鞍点；在马氏体与奥氏体共存的中间温度状态，系统有5个不动点，3个为稳定的中心，2个为不稳定的鞍点；在奥氏体相稳定的高温度状态，系统有唯一稳定不动点。     

形状记忆合金的有限元分析方法

基于Boyd和Lagoudas的形状记忆合金的本构模型,进行了增量有限元列式的推导,并在计算机上实施。对受单向拉伸的形状记忆合金以及中间开孔的形状记忆合金平面应力板进行了有限元分析,并分别与实验值和解析解做了比较,表明文中的有限元法是正确和有效的。最后还对形状记忆合金悬臂梁在不同温度下的变形进行了模拟。     

悬索桥成桥线形求解方法比较

本文采用Excel内置计算公式,根据确定的设计参数,采用分段悬链线解析方法快速计算出悬索桥成桥线形;并结合有限元软件Midas以及大型通用有限元软件ANSYS,根据悬索桥受力特点计算出相应成桥线形,并将这三种(两类)方法计算结果进行相互校核。结果表明,分段悬链线结合Excel计算能够快速计算出成桥线形;有限元方法具有对整体结构分析结果直观和全面的优点。这两类分析方法可为同类工程的设计提供参考。     

用离散元方法研究颗粒外形对摩擦机理的影响

为了揭示颗粒外形对无粘性散体摩擦机理的影响,将无粘性颗粒材料之间的摩擦作用分解为颗粒间宏观咬合和微观咬合摩擦,运用不规则外形颗粒离散元建模方法,进行撞击模拟和自然安息角模拟,研究颗粒外形对微观咬合摩擦和宏观咬合作用的影响.数值计算结果表明,不规则外形颗粒集料摩擦因数近似为接触面摩擦因数的2倍,椭球体集料摩擦因数与接触面摩擦因数近似相等;颗粒外形不同使得颗粒运动状态呈现出滑动或滚动特征,并影响其宏观咬合特性及颗粒集料的摩擦性能.     

生态建筑形态软化趋向--解读生态建筑形态特征

在生态建筑发展过程中,形态软化趋向日显突出。通过对近年各具代表性的生态建筑形态特征的表述和分析,指出其形态创作的内涵有着理性的思考和科学的依据。     

一种确定任意形状坡面与滑面边坡预应力锚索最佳方位的理论方法

从理论上提出确定任意形状坡面与滑面边坡预应力锚索安设最佳位置及方向角的方法。通过对其与确定预应力锚索最佳方位现有方法关系的讨论,可知提出的方法是现有方法的延伸,可以克服现有方法的两个不足之处:最佳位置凭经验确定,科学性欠佳;以及最优方向角的确定只能用于坡面和滑面均为平面的情况,不适用于坡面与滑面为任意形状的情况。     

高架轨道结构振动特性分析

目前高架轨道是城市轨道交通的主要结构型式之一,为分析其结构振动特性,通过建立高架轨道垂向振动解析梁模型和有限元模型,采用动柔度法计算高架桥速度导纳和轨道速度导纳,并分别考虑桥梁支座刚度、桥梁截面形状对高架桥振动的影响以及高架桥基础和扣件刚度对轨道结构振动的影响。结果表明,桥梁支座刚度和截面形状在低频段对高架桥的振动有较大的影响,在高频段影响较小;高架桥结构对轨道的振动在20 Hz以下有明显的影响,在20 Hz以上基本没有影响;提高扣件刚度有利于减小轨道的竖向振动,但同时增大了轨道的固有频率。     

集料形状对沥青混合料抗剪强度的影响

采用美国材料和试验协会（ASTM）中D 3398方法对集料颗粒形状和纹理进行测量和评定,对不同集料形状特征的沥青混合料进行性能试验,可分析研究集料形状对沥青混合料抗剪强度的影响。