弹性边界条件下的功能梯度圆柱壳振动特性研究

文章研究了功能梯度材料圆柱壳在弹性边界条件下的振动特性。在Flügge理论的基础上,基于波动法,采用改进傅里叶级数的计算方法建立FGM圆柱壳的振动特征方程,并推导出了弹性边界条件下FGM圆柱壳的固有频率参数表达式。通过与两端简支条件下的FGM圆柱壳的计算结果进行对比,验证了文中计算方法的正确性和有效性。通过算例,研究了在约束刚度不断变化过程中,FGM圆柱壳的固有频率在不同模态下的变化规律;分析了在弹性边界条件下,壳体尺寸、体积分数等因素对FGM圆柱壳固有频率的影响。     

考虑剪切变形和转动惯量影响的梁的固有频率计算

从Hamilton原理出发,建立了考虑剪切变形和转动惯量的Timoshenko梁振动微分方程,采用分离变量法求解了不同长细比(跨高比)的简支Timoshenko梁的特征值和特征函数。在此基础上,得到以Euler梁为基础考虑转动惯量的Rayleigh梁,以及在Euler梁基础上只考虑剪切变形的梁的精确解。注意到微分方程关于转动惯量项和剪切变形项的对称性,可以直观地得到简支Timoshenko梁的近似解。通过近似的数学运算和力学分析,证明了这个近似解构成精确解的下限解。针对实际工程中的工字形截面钢梁和矩形截面混凝土梁,给出了数值运算结果供实际工程应用参考。     

小水线面双体船船体总振动固有频率预报研究

小水线面双体船是近代发展的一种新船型,不同于常规船型的单体船,其总振动模态计算非常特殊。应用有限元法进行小水线面双体船船体总振动的计算分析,结果表明该船总振动特性满足船体振动储备要求,可以认为该船的振动性能良好。     

加筋板固有频率与相对刚度对其非线性动力响应的影响北大核心CSCD

[目的]研究冲击载荷对船用加筋板动力响应的影响。[方法]首先,根据相关规范和参考文献确定船用加筋板的尺寸,并运用有限元软件ANSYS中的Shell 181单元进行建模;然后,将载荷均匀作用于带板表面,加筋板的边界条件为四边固支;最后,分析在冲击载荷作用下加筋板的固有频率和相对刚度对其非线性动力响应的影响。[结果]结果显示,由几何尺寸影响的不同,可得到固有频率与挠度响应的分段函数关系式;加筋板的相对刚度则对其变形模式影响较大,以0.2和19为界,出现了不同的变形模式。[结论]所得定量化结论对船体结构安全评估具有重要的参考价值。     

基于有限元分析的多拱桥梁结构改进设计

以山西省临汾市境内某多拱桥梁为研究对象，使用三维建模软件建立桥梁模型，提出改进方案，使用有限元仿真软件对改进前后的桥梁模型进行了静力学分析与模态分析。静力学分析表明，在10 t的设计载重下，改进前后的桥梁受到的应力值远小于桥梁的屈服强度，且桥墩受到的应力值大小基本相同；模态分析试验表明，改进后的桥梁一阶固有频率比改进前有一定的提高，满足改进要求。该研究结果或为多拱桥梁相关设计提供设计依据和参考。     

两侧半铺减振垫浮置板轨道设计及振动特性研究

为了改善减振垫浮置板轨道的减振效果，基于定性理论分析，通过优化设计，提出了新型的两侧半铺减振垫浮置板轨道，并制作足尺模型，采用落锤激振方法对其振动特性进行了测试及分析。结果表明：适当减小减振垫铺设面积可以提高浮置板轨道的减振性能，降低隔振频率，优化后其固有频率从31.9 Hz降至26.6 Hz；采用不同落锤进行激振试验得到的振动响应均与现场实测结果有一定差异，其中自动落锤的响应频带与实测结果相对接近，可以在一定程度上模拟实际工况下轨道结构的振动；在实际工况中振动响应最大的100 Hz频率处，相比于非减振轨道，两侧半铺减振垫浮置板轨道在底座板处的振动插入损失约为8 dB，减振效果显著。     

考虑梁弯扭耦合对钢轨横向振动特性的影响

为准确预测弹性波在钢轨中的传播，且探究考虑Timoshenko梁弯扭耦合的必要性，基于波谱-辛混合法建立了考虑梁弯扭耦合的钢轨-扣件空间无限长模型.在模型验证的基础上，分析考虑Timoshenko梁弯扭耦合对钢轨横向固有频率与速度导纳的影响，进一步从理论和试验方面分析了扣件胶垫垂向预压特性对钢轨横向弯曲振动特性的影响.研究结果表明：考虑梁弯扭耦合使得钢轨横向弯曲共振频率增大了约29.6 Hz，且在钢轨横向弯曲振动中同时出现弯曲和扭转pinned-pinned模态；扣件胶垫垂向预压特性主要影响钢轨横向中低频振动，随着预压的增大，钢轨横向弯曲共振频率增大；当预压从30 kN增加到50 kN时，实测的横向弯曲共振频率增加了13.7 Hz，考虑和不考虑梁弯扭耦合时其分别增加了12.5 Hz和21.7 Hz；不同预压下考虑梁弯扭耦合的钢轨横向弯曲共振频率变化规律与实测的结果更为接近.     

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HyperView的动力包模态贡献量研究

文章以内燃动车组动力包为研究对象，基于HyperMesh软件建立了动力包的有限元模型并进行了模态和频响分析。结合模态和频响分析结果，在HyperView软件的NVH模块中对测点振动位移和速度的模态贡献量进行了分析，确定了动力包在不同转速工况下框架动反力和柴油机振动烈度的模态贡献量。分析结果表明，转速变化对柴油机振动烈度的模态贡献量影响很小，各转速下第4阶的模态贡献量最大；对框架动反力的模态贡献量影响较大的模态是第9阶和第17阶。通过对模态贡献量进行分析，得到了影响动力包结构振动的主要模态，可为工程中的振动问题提供有效的解决方法和新思路。