梁裂纹位置识别的模态能量法

阐述了梁结构裂纹位置识别的模态能量法,利用结构固有频率的改变对悬臂梁裂纹位置进行了识别,将有限元分析获得的模态应变能分布曲线与不同裂纹位置引起的固有频率改变曲线及应变模态振型进行了对比分析,讨论了不同的单元划分和不同模态阶数对裂纹位置识别的影响。     

含裂纹轴的试验模态分析

通过Cras4．0试验模态分析的方法，研究不同位置及不同深度的裂纹对光轴固有频率的影响，并获得前4阶固有频率及振型，绘制了频率、位置、裂纹深度分布图，得出与理论模态分析相一致的结论，为转子裂纹检测提供参考依据．     

使用模态频率的变化识别轴上横向裂纹的研究

为了准确识别裂纹的位置和提高识别的精度，提出了采用模态频率的变化来识别裂纹的方法．根据一个分析模型，采用有限元计算的方法得到轴的各阶固有频率，利用这些数据绘制出了裂纹位置、裂纹深度变化时轴的固有频率变化的分布规律图．利用裂纹造成的固有频率的变化截取的等高线相重叠来识别裂纹．以内燃机曲轴为对象对其进行疲劳裂纹检测，取得了预期的效果．     

悬臂裂纹梁的横向振动响应分析

提出了一种应用线弹簧模型分析裂纹梁固有频率响应的新方法，该方法是建立在古典的Ｅｕｌｒ－Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ梁理论，现代模态分析和断裂等成就基础上的综合性方法，利用该方法导出了悬臂裂纹梁振动的特征方程，求解这个方程，建立了固有频率与裂纹位置，长度间关系，本文的计算结果与现有结果基本一致。     

基于迭代RMSE法的约束阻尼板动力特性分析

忽略约束阻尼结构阻尼层黏弹性材料虚刚度及参数频变特性会对计算该结构模态损耗因子带来误差.本文在修正模态应变能法（RMSE法）的基础上，结合迭代算法，分析了黏弹性材料虚刚度及参数频变特性对约束阻尼板的振型、固有频率和模态损耗因子的影响，探讨了约束阻尼板阻尼层厚度和约束层厚度对结构模态损耗因子的影响规律.分析结果表明：本文方法计算的固有频率和模态损耗因子与相关文献中的试验实测值吻合良好；不考虑黏弹性材料参数频变特性，各阶模态振型形状基本不变，但部分振型的相位相反；阻尼层剪切模量直接影响到结构固有频率，忽略其频变特性会导致在低阶时计算结果偏大17.2%，高阶时偏小7.6%；低阶模态时，忽略黏弹性材料频变特性的模态损耗因子误差最大可到56.0%；约束阻尼板模态损耗因子随阻尼层厚度增加而增大，随约束层厚度增加先增大后减小.     

基于工作应变模态的管道损伤识别试验研究

为了检测管道损伤、进行实时安全评估和长期寿命预测,防止管道事故发生,利用振动损伤检测方法,针对管道的一维性质,推导了求解管道损伤应变模态差分公式,建立定位损伤、确定损伤程度的直接指标数学模型.对3根管道进行不同损伤工况下的物理模型试验和损伤识别分析,结果表明:管道固有频率最大变化率仅为6.71%,固有频率作为全局性参数用于结构损伤诊断存在模态频率识别效果不明显且信息量较少的局限性;应变模态敏度比差值在损伤区域出现明显的突变,能直观准确地识别管道损伤.      

结构动力学应用中若干基本概念的探讨

随着对结构动力特性的研究,其被广泛应用于工程技术领域,由此涉及到一些动力学基本概念的理解和应用的问题.文中就周期信号基频与结构第一阶固有频率的关系,结构位移模态与模态应变能,结构自由衰减响应及其在结构阻尼识别中的应用,结构无阻尼固有频率与有阻尼固有频率的关系及其应用等问题进行了初步探讨.特别是结合桥梁的检测、荷载试验、结构计算、状态评价等有关应用技术问题进行了辨析.     

钢筋混凝土损伤梁动力特性的有限元分析

以钢筋混凝土梁为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁理论和结构动力学理论,通过有限元分析,计算得到了不同裂纹状态下梁的固有频率和模态振型,研究了裂纹对梁振动响应的影响。结果表明,损伤结构动力特性对损伤的敏感性并不能简单的归结为高频一定敏感,低频一定不敏感,应视裂缝位置与振型节点关系而论。     

共振法测试拱式体系动力特性分析

以重庆铜梁县珠宝大桥为例,采用共振法对拱桥主跨进行跑车和刹车动力试验,测定结构的动挠度、动应变等动力响应参数,用时域法和FFT分析桥梁的固有频率、阻尼比等模态参数,根据动力响应和模态参数进行桥梁承载能力评定,达到为桥梁结构计算提供一个合理依据的目的.     

共振法测试拱式体系动力特性分析

以重庆铜梁县珠宝大桥为例,采用共振法对拱桥主跨进行跑车和刹车动力试验,测定结构的动挠度、动应变等动力响应参数,用时域法和FFT分析桥梁的固有频率、阻尼比等模态参数,根据动力响应和模态参数进行桥梁承载能力评定,达到为桥梁结构计算提供一个合理依据的目的.     

板结构裂纹故障的模式识别

根据结构应力模态叠加原理，以一悬臂板为研究对象，利用ＩＴＤ进行实验应变模记分析，通过提取反映结构纹故障存在有其位置的特征，建立相应的模式识别向量及特征向量，进而利用模式识别技术，实现板结构裂纹位置的识别，其研究结果表明，该方法简单可行，有一定的工程应用价值。     

基于变分模态分解和奇异值分解的结构模态参数识别方法

为了准确获得结构的固有频率、阻尼比与振型, 将变分模态分解与奇异值分解相结合, 提出一种新的结构模态参数识别方法; 基于已有时频参数识别方法, 根据测量的脉冲激励与加速度响应估计系统的频响函数, 对系统的频响函数进行反傅里叶变换得到脉冲响应函数; 对各测点的脉冲响应函数进行变分模态分解, 得到与结构固有频率对应的本征模态分量; 提取本征模态分量的固有频率, 利用与固有频率相近的本征模态分量作为行向量构造奇异值分解矩阵, 对所构矩阵做奇异值分解, 利用最大奇异值重构左、右奇异值向量, 识别结构的振型、固有频率和阻尼比; 通过四自由度质量-弹簧-阻尼模态仿真试验和车体横梁锤击模态试验, 验证了所提出的模态参数识别方法的有效性。研究结果表明: 在四自由度理论模型参数识别中, 系统固有频率和阻尼比的识别结果与理论计算结果的最大相对误差分别不超过0.025%和1.490%, 理论计算与识别的1~4阶振型的模态置信度分别为0.999、1.000、0.999和0.999;在车体横梁锤击模态试验中, 提出方法识别的固有频率和阻尼比与理论计算结果的最大相对误差分别不超过1.57%和1.47%, 且车体横梁的理论振型与识别振型趋势相同。可见, 提出的方法能有效识别结构的模态参数。      

基于实验模态的结构应变模态分析

从位移模态出发详细推导了应变模态的表达式;以悬臂梁模型为例,进行了位移模态与应变模态实验分析,并与有限元计算结果进行比较,验证了三者识别的模态参数基本致,而且应变模态分析方法可以确定结构应变最大点和共振疲劳危险点。     

柴油机高压油管的三维设计与模态分析

柴油机喷油泵高压油管是柴油机燃油系统高压油路的重要组成部分,其主要失效形式是由于谐振产生疲劳裂纹而最终导致的破坏。对某柴油机高压油管进行了三维布置设计;并对高压油管进行了模态分析,比较了高压油管无管夹固定与管夹固定两种情况下前5阶模态频率以及振形。分析结果表明,增加固定管夹可以明显提高高压油管的固有频率,能有效延长高压油管的寿命,并得到发动机台架试验的佐证。     

桥梁水中施工平台钢管桩动力特性分析

介绍了平台钢管桩动力特性的求解方法。由于洪水期水流与钢管桩产生涡激振动,故首先需要分析钢管桩自身的动力特性也就是确定钢管桩的固有频率。动力特性求解就是模态求解,在详细讨论了模态求解的原理和方法的基础上,对大桥平台钢管桩进行了模态求解分析,并讨论了不同物理参数对结构的固有频率的影响。结果表明,钢管桩的固有频率与其自身长度、桩外径以及管壁厚度成反比。     

基于特征值敏度分析的快捷货运全侧开棚车车顶振动品质研究

采用特征值敏度分析与结构优化技术相结合的方法研究全侧开棚车车体结构模态问题.通过全侧开棚车车体结构模态分析,发现其车顶结构的固有频率偏低;将车顶等部件的厚度作为设计变量,对其一阶固有频率进行灵敏度分析,获到车顶内蒙皮厚度对频率最敏感,灵敏度值为0.936;以重量为约束条件、一阶固有频率最大化为目标函数,采用可行方向法对车顶部件进行动力优化设计,并将优化结果映射到整车车体模型上,进行车体结构模态分析,车体第一阶固有频率提高至5.749 Hz,第四阶固有频率提高至11.352 5 Hz.     

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.      

制动盘试验模态与数值模态的分析与研究

基于有限元法得到制动盘的固有频率和振型,同时运用试验模态技术对制动盘进行模态试验,得到了模态参数,将试验模态与仿真计算的结果进行比较,从而验证了有限元分析结果的可靠性。     

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.     

大型水轮机转轮异常振动及叶片裂纹分析

通过对某水轮机噪声、振动测试分析、转轮叶片试验模态分析和采用流-固耦合技术分析转轮叶片在水介质下的动力特性,找出水轮机异常振动、异常噪声和叶片裂纹原因 --转轮叶片固有频率与转轮叶片卡门涡激励频率相近引发转轮叶片共振,采用提高卡门涡频率、降低卡门涡激励能量的处理措施,取得了良好效果.