上层建筑局部振动分析与优化设计

文章采用三维有限元法对上层建筑甲板板架局部振动模态进行分析预报。针对上层建筑局部结构固有频率不满足频率储备的要求,提出了三种优化方案。通过有限法计算三种方案下的结构固有频率,从多方面考虑最终确定方案三为最优方案。采用简化理论计算法计算该方案的固有频率并与有限元计算结果进行了比较,为上层建筑局部振动的简化结构设计提供了思路和方法。     

基于名义应力法的动车组车体净水箱吊装部件疲劳强度分析

针对高速运行动车组车体悬挂设备振动疲劳损伤问题,以某型动车组车顶净水箱吊装结构为研究对象,采用名义应力法对吊装结构的焊缝部位进行疲劳强度评估.根据EN 12663标准确定净水箱的工作载荷工况,采用有限元法计算了各工况下结构的振动响应,并基于BS标准计算了焊缝疲劳评估点的寿命.假定各载荷工况出现频率相同的情况下,构造了工作载荷历程,采用Fe-safe软件对焊缝的疲劳寿命进行了仿真分析.两种方法分析结果均表明:焊缝1与焊缝2寿命最低,是结构最易发生疲劳破坏的位置;焊缝位于筋板表面的焊趾寿命低于位于主支撑板表面的焊趾寿命.     

用有限单元法对车辆垂向振动的研究

用有限元方法研究车辆向振动仿真问题，提出了切合实际的计算模型，采用轨道不平顺的数值模拟作为车辆的外部激励源，并详细地分析了敞车车体自振频率和轨道不平顺对车辆振动响应及车体结构内力变化情况。     

用有限单元法对车辆垂向振动的研究

用有限元方法研究车辆垂向振动仿真问题，提出了切合实际的计算模型，采用轨道不平顺的数值模拟作为车辆的外部激励源，并详细地分析了敞车车体自振频率和轨道不平顺对车辆振动响应及车体结构内力变化情况．     

吊装设备振动冲击下的铝合金车体C型槽疲劳强度分析

针对吊装设备振动冲击下的车体承载结构疲劳损伤问题,采用有限元法对某型动车组车顶净水箱吊装设备振动冲击下的车体C型槽疲劳强度进行仿真分析.根据EN 12663标准确定净水箱的工作载荷工况,计算出吊装组件连接螺栓承载力,作为C型槽疲劳强度计算载荷.假定各载荷工况出现频率相同的情况下,构造了工作载荷历程.采用有限元法分析了C型槽在工作载荷下的静强度与疲劳强度.计算结果表明:振动冲击下,C型槽最大值应力值为13.8 MPa,远小于材料的屈服强度,表明在正常运行工况下C型槽不会出现塑性破坏;在1.0×107设计寿命下,结构最小安全系数为13.625,表明在指定的设计寿命内C型槽不会发生疲劳破坏.     

基于瞬态边界元法的箱梁声辐射

为进一步开展桥梁结构噪声的研究,基于有限元-瞬态边界元法理论,对铁路32 m简支箱梁桥进行了时域振动响应及声辐射特性分析.首先,利用有限元软件ANSYS建立轨道-桥梁有限元模型;然后,运用车-线-桥仿真程序(TTBSIM),仿真计算得到轮轨相互作用力,并作为有限元模型的外部激励进行了列车动荷载作用下桥梁的时域振动响应分析;最后,以桥梁振动响应为边界条件,利用声学边界元软件Sysnoise研究分析了由列车动荷载引起的桥梁瞬态辐射噪声,并将测点声压计算值与实测值进行了对比验证.研究结果表明,200 km/h高速列车作用下桥面板振动级明显大于桥底板和桥梁腹板,桥梁主要噪声辐射部位为桥面板;桥梁结构噪声主要集中于低频段;随距离增加,噪声幅值逐渐减小,且高频噪声衰减速度明显快于低频噪声.      

车下有源设备振动测试分析

针对某25型车餐车出现的车内地板振动过大的问题,采用北京东方振动与噪声技术研究所的DASP-V10振动模态测试分析系统对该车进行振动测试,采集了车下有源设备(柴油机发电机组)、车外波纹地板及车内木地板等关键部位的振动信号,了解其振动特性,根据振动理论提出了结构修改意见并进行了波纹地板刚度加强的结构改进;对改进后的车辆再次进行振动测试,测试结果证实结构改进后车内木地板振动显著减小,满足了铁道车辆运行舒适度的要求.     

50m冷海水运输船振动及减振分析

对50 m冷海水运输船振动及减振问题进行分析,从船舶振动评价标准、振源以及减振措施等方面概述了船舶工程中振动的预报和评估的各种应对技术以及国内外的研究进展.基于理论与数值分析,对船舶结构的激励源、振动形式及固有频率进行了探讨.针对50 m冷海水贝类运输船甲板出现的有害振动问题,结合船舶实测数据,提出了相应的结构减振的修...     

横梁效应对车-桥耦合振动的影响研究

提出了由横梁效应引起的附加不平整度的简化计算模型,给出了考虑横梁效应的车-桥耦合振动问题求解方法,解决了模态综合法因采用截断模态无法反映桥梁结构如横梁、桥面板等局部构件振动情况的问题,并通过算例对横梁效应考虑与否进行了对比分析,同时引入描述横梁效应桥面系刚度变化幅度的无量纲参数γ,研究了其对考虑车-桥耦合振动的影响。研究结果表明:横梁效应与车-桥振动系统存在耦合关系,其效应值随参数γ增加而增加,呈高次变化规律。     

基于流固耦合方法的船舶湿模态振动研究

基于ANSYS Workbench仿真平台对船舶的干湿模态进行有限元分析。针对一艘686TEU多用途集装箱船,运用船舶建模软件建立该船三维简化模型,将模型导入仿真平台并进行船体模态特性分析。数值计算结果表明,应用Workbench平台采用流固耦合方法能够计算大型结构的模态,验证了在Workbench中使用流固耦合方法计算船舶振动干湿模态的可行性。     

52m金枪鱼延绳钓船设计阶段振动控制

为避免过大振动,在设计阶段对52 m金枪鱼延绳钓船进行振动分析和振动控制。在典型工况下,基于结构有限元振动计算得到船体相关结构的振动特性,结合主要激励,改进与船上主要激励产生共振的局部结构,避开结构的固有频率。实船试航振动测量结果表明:改进结构后,船舶振动剧烈区域的振动减轻,振动结果满足相关振动衡准,可为同类型渔船设计提供参考。     

均安水道特大桥主桥设计及主梁施工方案研究

文中以均安水道特大桥主桥设计为例,详细介绍混凝土梁斜拉桥的设计、主梁施工工法以及将斜拉桥混凝土主梁施工工法由前支点牵索挂篮修改为后支点挂篮存在的安全问题。根据施工单位提供的后支点挂篮图纸及锚固点反力,对总体结构进行重新计算,优化了斜拉索张拉力、主梁纵向预应力设置,并对挂篮锚固点进行局部仿真分析。计算结果表明,优化设计后主梁采用后支点挂篮施工也可满足施工安全。     

九自由度乘坐动力学模型的人体振动特性仿真

为高效预测动态环境下人-车系统的人体振动响应特性及汽车乘坐舒适性,依据人-车-路系统间的相互作用和多体动力学原理,建立了9自由度汽车乘坐动力学模型,应用拉格朗日原理推导了乘坐动力学方程。基于路面不平度激励及汽车行驶速度变化,构建了路面随机激励的时域模型。利用MATLAB/Simulink仿真工具,建立了人-车-路系统仿真模型,并对某轻型车辆在不同路面、不同车速下的人体振动响应进行了仿真分析。仿真结果表明:在同样车速下,随着路面等级的降低,人体各部位的加速度响应幅值明显增大;当车辆行驶在随机路面上时,路面不平度随机激励引起的人体振动能量主要集中在低频段,约在5Hz出现第1阶共振频率,大约在10Hz出现第2阶峰值,这与众多试验结果一致。可见,9自由度汽车乘坐动力学模型及其仿真模型,不仅能快速计算动态激励下人体的振动特性和乘坐舒适性,而且具有较好的可信度。     

基于ANSYS的高压低噪小流量离心泵泵体的模态分析

在CAD系统中对高压低噪小流量离心泵泵体进行三维实体造型,应用ANSYS软件建立有限元模型并进行仿真计算,并对其进行了模态分析,得出了该类型转子的前10阶固有频率和振型,研究求解泵体的固有特性,为整个系统的动态响应计算和分析奠定基础.分析结果不但为泵的故障诊断、安全运行和振动控制提供了理论依据,还为其结构改进、优化设计提供了重要参数.     

100%低地板有轨电车车顶部位隔热仿真分析与试验

为解决南方某沿海城市100%低地板有轨电车在空调制冷时因车辆内外温差较大而在车顶局部出现冷凝水的问题,对车顶部位内装隔热材料的选择及布置进行了优化.采用STAR-CCM+仿真分析软件对车顶部分不同的隔热方案进行了仿真分析计算,在车辆空调工作环境下,使用温湿度自记仪对不同隔热方案车顶区域相同位置的温度进行了记录,将仿真结果与试验结果进行了对比分析.结果表明:合理的选择和布置隔热材可以将车顶端部和格栅附近的平均温度分别降低约9.7℃和10.3℃,减小了车外温度对车内温度的影响,两个区域平均露点温度均降低3.4℃,能够有效避免车顶局部位置冷凝水的出现.     

高速动车组制动风缸吊装结构振动特性分析

为了解制动风缸吊装结构的振动特性,应用有限元分析软件ANSYS对两种吊装结构的风缸单元进行模态分析和瞬时振动加速度下的结构响应分析,获得了吊装结构的各阶固有频率和振型以及不同载荷工况下吊装结构的应力分布.仿真结果表明,方案一吊装结构的横向承载能力比纵向、垂向承载能力弱,横向刚度相对较低;吊装结构的最大应力出现在吊座与吊带的连接处,该位置结构强度相对较弱;方案二吊装结构的各阶固有频率和刚度均有所提高且最大应力幅值大幅降低.对比分析表明,方案二吊装结构的振动特性优于方案一.     

结构声辐射边界元声学灵敏度研究

声学灵敏度反应了结构振动引起的辐射声压与结构表面法向振动速度之间的关系.分析了基于边界元法的结构振动声辐射计算原理,推导了声学敏度.用有限元法计算结构动力学响应,以有限元法计算的结构振动速度为边界条件,基于边界元法计算结构振动幅射的声压及声压对振动速度的灵敏度.以一六面体的振动为研究实例,得到了其振动的外场声压及其对结构振动法向速度的灵敏度.结果表明声学灵敏度只与结构几何形状及设计域点的位置有关.     

结构声辐射边界元声学灵敏度研究

声学灵敏度反应了结构振动引起的辐射声压与结构表面法向振动速度之间的关系.分析了基于边界元法的结构振动声辐射计算原理,推导了声学敏度.用有限元法计算结构动力学响应,以有限元法计算的结构振动速度为边界条件,基于边界元法计算结构振动幅射的声压及声压对振动速度的灵敏度.以一六面体的振动为研究实例,得到了其振动的外场声压及其对结构振动法向速度的灵敏度.结果表明声学灵敏度只与结构几何形状及设计域点的位置有关.     

水中复杂结构局部振动特性研究

讨论静水中板状组件的局部振动特性。比较了结构在空气中的局部振动频率与在水中的局部振动频率的变化趋势。当结构在静水中振动时，如采用流体有限元来计算流体的附加质量和附加阻尼，势必导致解题规模过大。本文用基于小参数展开法导出的两平行板间隙内流体的附加质量及附加阻尼系数的解析表达式来构造流体的附加质量阵和附加阻尼阵。这种处理法极大降低了解题规模。另外，还讨论了结构在静水中振动时，附加质量和附加阻尼对结构自     

内燃机气体激振力矩相位特性与应用

通过仿真计算研究了内燃机激振力矩简谐分量的相位特性，并分析了简谐力矩相位对扭转振动计算结果的影响和激振力矩简谐分量与曲轴扭转振动简谐分量相位特性的关系．结果表明：简谐力矩相位对扭转振动计算结果的影响较大，进行曲轴扭转振动计算时必须考虑激振力矩相位；用简谐扭转振动相位诊断故障缸方法是可行的．