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文献检索:
  • 柔性梁含摩擦斜碰撞的刚体-弹簧-质点混合模型研究 免费阅读 下载全文
  • 为精确快速地预测柔性梁因斜碰撞导致的复杂瞬态动力响应,提出了一种可同时计及局部接触区法向接触柔度、切向接触柔度以及柔性梁整体结构柔度的混合分析模型(HAM)。基于有限段法的思想,将柔性梁的整体位移场离散为弹簧-阻尼-刚体系统,局部接触区的法向双线性压缩-恢复以及切向摩擦变形过程则用含有能量恢复系数的弹塑性弹簧-质点系统进行描述。依据HAM模型,导出了斜碰撞系统在不同接触状态下的分段连续动力学方程。给出了法向压缩-恢复状态和切向黏-滑运动状态的切换准则,并运用事件驱动法对数值算例进行了求解。通过比较HAM模型解、实验数据以及商业有限元解,表明该模型能准确预测接触力的时间历程并描述反复切换的黏-滑(反向)运动模式,验证了HAM模型的可行性。
  • 一般黏性阻尼振动系统的实空间解耦与自由界面模态综合法 免费阅读 下载全文
  • 一般黏性阻尼振动系统通常可变换到状态空间,利用解得的复模态可以将系统方程解耦,但解耦后的方程是复系数方程,必须在复数域内进行求解。根据所需要保留的复特征解对的特征,通过复特征向量矩阵的线性变换构造了一种新的模态变换关系,利用模态变换矩阵将一般黏性阻尼振动系统的状态空间运动方程变换为解耦的实系数二阶常微分方程。随后,构造了一种与实变换矩阵关于系统矩阵加权正交的向量集,利用这种加权正交的向量集推导系统剩余柔度矩阵时可以避免对系统矩阵进行直接求逆,解决了含刚体模态时的系统剩余柔度矩阵的求解问题。然后,将实空间解耦和加权正交向量集与自由界面模态综合法相结合,推导出了与常规振动微分方程具有相同形式的实系数系统综合方程。最后,通过数值算例验证了方法的有效性。
  • 混合FE-SEA线连接建模方法研究 免费阅读 下载全文
  • 基于傅里叶变换提出了一种混合FE-SEA线连接建模方法。首先基于波动理论推导了波数空间下的板结构线连接的阻抗矩阵,然后针对线连接位移构造了一种节点坐标系下三角波形函数,最后依据傅里叶变换技术建立了节点坐标系下的线连接模型。仿真算例分析结果表明,该混合线连接建模方法具有较好的精度,能够有效地建立线连接的动力学特性建模。
  • 用Padé多项式拟合法辨识动力学系统的物理参数 免费阅读 下载全文
  • 提出了一种动力学系统的物理参数辨识方法。应用Padé多项式对动力学系统的动刚度曲线进行拟合,通过最小二乘法确定Padé多项式中的系数矩阵,利用遗传算法对Padé拟合式中的参数进行优化,从而得到系统的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵。数值算例表明该方法具有较高的辨识精度且适用于黏性阻尼系统和非黏性阻尼系统。
  • 动态载荷辨识问题的正则化求解新方法 免费阅读 下载全文
  • Tikhonov正则化方法是求解载荷辨识问题的有效方法,正则化参数的确定是影响求解准确性的关键问题。提出了一种新方法——虚拟载荷法,以虚拟载荷向量的范数最小作为正则化参数确定准则,将载荷辨识问题转化为单参数优化问题,用一维搜索法求得最优解。通过将法方程的系数矩阵预先进行三对角化,建立了高效的求解算法。通过两个数值算例对新方法进行了检验,结果表明新的参数确定准则是有效的,基于该准则得到的载荷辨识结果具有满意的精度。
  • 蜂窝纸板一维动态本构关系及应用 免费阅读 下载全文
  • 为了在蜂窝纸板一维压缩应力-应变曲线基础上建立其一维本构关系,首先得到蜂窝纸板在应变率0.0017/s~114.3/s范围内的试验压缩行为。试验结果表明蜂窝纸板呈现较强的率相关性,这是由于蜂窝结构的横向惯性作用引起的。基于最低应变率0.0017/s压缩载荷下的应力-应变数据,提出了形状函数,用于精确拟合蜂窝纸板应力-应变曲线所表现的线弹性、应力软化、屈服平台和压实等四个典型特征。然后在形状函数的基础上,考虑应变率的影响,得到蜂窝纸板一维动态本构关系。最后研究了易损件-产品主体-蜂窝纸板缓冲系统在跌落冲击载荷下的冲击响应,得到缓冲系统的最大加速度-静应力曲线,所得出的结论可以直接用于具有易损件物品的缓冲设计。
  • 考虑轴向运动效应的梁类结构动力学特性研究 免费阅读 下载全文
  • 轴向高速运动可以削弱梁的横向刚度,使得结构的固有频率降低。研究了轴向运动对简化为梁类结构的战术导弹横向振动的影响。首先,将战术导弹简化为梁结构;其次,分别给出了考虑轴向运动导弹的梁模型与无轴向运动效应的梁模型;最后,通过算例分析了轴向运动效应对梁模态的影响。研究发现当考虑轴向运动效应后,弹体结构的频率有所下降,而下降速度与结构的质量分布模式有关,集中质量模型频率下降较慢,而等效密度模型频率下降较快。因此研究轴向效应对某型导弹横向振动频率的影响时,需要选择较准确的质量分布模式。
  • 弹性体作定轴转动的耦合动力学模型与数值分析 免费阅读 下载全文
  • 应用含偶应力的弹性理论建立弹性力学模型,应变和曲率张量分别描述弹性体的平动变形和旋转变形,且分别对应于应力和偶应力两种内力。对已知定轴变转速刚体转动的情况,采用哈密尔顿原理建立了含偶应力弹性体作定轴刚体转动的运动与变形耦合动力学模型,模型计及了相对惯性力、离心力、科氏力和切向惯性力。考虑以弹性体的位移和变形转角为独立变量,利用约束变分原理建立了含偶应力弹性体作定轴刚体转动的有限元方程,其中单元离散采用8个节点48个自由度的三维六面体实体等参元。以绕定轴旋转的悬臂梁为例,数值分析了旋转悬臂梁的动力学特性和动力学响应。当幅值变化但刚体转速恒定时,旋转方梁的一阶特征频率出现随转速增加保持不变和下降两种情况。当刚体变转速时,考察了旋转悬臂梁位移、变形转角、动态应力以及偶应力的时变规律。该研究可为作定轴旋转系统的结构部件的动力学分析提供理论模型和数值分析方法。
  • 齿向修形直齿轮系统动力学特性分析 免费阅读 下载全文
  • 研究了直齿轮齿向修形对齿轮系统振动特性的影响。首先考虑直齿轮齿向修形偏差,将轮齿沿轴向离散成若干宽度相等的薄片,建立了齿轮副啮合刚度模型。然后以一对直齿轮副为例,分别使用有限元法和本文方法分析了齿轮副啮合刚度,结果表明所提方法能够快速准确求解齿向修形直齿轮副的啮合刚度。最后建立齿轮系统有限元模型,分析了齿向修形对系统固有特性、振动响应特性的影响。研究结果表明:齿向修形降低了齿轮副啮合刚度,考虑齿向修形后齿轮系统弯扭耦合固有频率减小,齿轮系统响应的共振峰出现了偏移。研究结果可为齿向修形齿轮的动态响应计算和结构设计提供理论依据。
  • 锥齿行星齿轮传动相位调谐研究 免费阅读 下载全文
  • 根据锥齿行星齿轮传动的结构和受力的对称性,采用解析方法研究了啮合相位对振动特性的影响,揭示了中心轮齿数和行星轮个数与中心构件的受力及振动特性之间的关系,归纳出3种典型振动模式:轴向平移-扭转、径向平移-扭摆和受力平衡模式。在轴向平移-扭转振动模式下,中心构件呈现轴向平移和绕该轴的扭转振动;在径向平移-扭摆振动模式下,中心构件呈现沿径向的平移和绕该方向的扭摆振动;在受力平衡模式下,中心构件均不振动。数值计算及文献对比证明了解析预测的正确性及其在减振方面的有效性。
  • 热耗散变形下干气密封系统轴向振动稳定性分析 免费阅读 下载全文
  • 基于非线性振动理论,建立了气膜-密封环系统轴向振动模型,同时考虑了热耗散有热弹变形对气膜厚度和刚度的影响。在特定的工况下,求解并拟合了非线性气膜的轴向刚度和阻尼,获得了一个非线性受迫振动微分方程。在无外激励情况下,通过求解Floquet指数,讨论了系统分岔的问题,分析了螺旋角对系统稳定性的影响,得到了干气密封系统稳定运行的螺旋角范围,并求得螺旋角为75°54′36″时系统发生Hopf分岔。将数据结果与无热耗散有热弹变形、无变形下的数据进行比较。研究结果表明:考虑热耗散有热弹变形下的系统稳定的螺旋角范围比无热耗散有热弹变形和无变形的螺旋角范围更大。热耗散热弹变形下发生Hopf分岔的分叉点位置相比无热耗散有热弹变形和无变形的分岔点更加突出。这与先前利用龙格-库塔法研究的结果一致,从而验证该方法的正确性。其结果说明,热耗散有热弹变形对干气密封系统的稳定运行有一定的干扰,对工程实际具有一定应用价值。
  • 利用有限元法与打靶法的纵横耦合轴系主共振分析 免费阅读 下载全文
  • 在考虑Von Karman非线性位移-应变关系下,利用Hamilton原理与有限元方法建立了轴系纵横耦合非线性动力学模型,推导了其非线性刚度矩阵。结合打靶法研究了轴系在外激励下的横向主共振响应及其稳定性。探讨了激励载荷、阻尼比以及细长比对轴系纵横耦合效应的影响。研究表明:纵横耦合效应呈"硬弹簧"特性,使幅频响应曲线向右倾斜;在某些激励频率处,幅频响应曲线上存在多个稳定解,从而使幅值出现跳跃现象;激励载荷越大,阻尼比越小,细长比越小,系统纵横耦合效应越强;增加阻尼比可以有效抑制纵横耦合非线性效应,提高轴系的稳定性。分析结果对轴系的设计有指导意义。
  • 橡胶扭转减振器滑移转矩计算方法研究 免费阅读 下载全文
  • 研究了橡胶扭转减振器的滑移转矩计算与实测分析方法。对橡胶扭转减振器的橡胶材料进行了单轴压缩和平面拉伸试验,研究了Mooney-Rivlin和Ogden(N=3)超弹性本构模型用于橡胶扭转减振器滑移转矩计算的适用性。建立了橡胶扭转减振器滑移转矩计算的有限元模型,研究了求解器、质量放大系数、网格属性和加载条件对计算结果和时间的影响。由计算与测试分析的方法,给出了橡胶圈和惯量环、轮毂接触面摩擦系数的确定方法。利用建立的有限元模型,计算分析了2种不同类型的扭转减振器的滑移转矩,并和实测得到的滑移转矩进行了对比分析,计算值和实测值的相对误差小于10%。
  • 北京地铁采用调频式钢轨减振器抑制钢轨振动的试验研究 免费阅读 下载全文
  • 北京地铁剪切型减振器扣件区段大量出现钢轨波磨现象,经调查和测试分析发现:剪切型减振器扣件轨道系统在200~400Hz频段内的轮轨共振效应是引发钢轨波磨的主要原因,而剪切型减振器扣件轨道系统在此频段内阻尼过小,无法有效抑制钢轨振动。在轨腰处安装一种调频式钢轨减振器来抑制钢轨振动,进而抑制波磨发展,并在北京地铁亦庄线进行了现场试验,主要测试指标为调频式钢轨减振器安装前后钢轨振动衰减率和钢轨振动加速度。试验结果表明:安装调频式钢轨减振器,大大提高了剪切型减振器扣件轨道系统在200~400 Hz频段内的钢轨振动衰减率,有效地抑制了此频段内钢轨的振动。
  • 有限尺寸V型薄板功率流透射损失研究 免费阅读 下载全文
  • 基于薄板理论,采用回传射线矩阵法研究了两对边简支任意角连接有限尺寸V型薄板的功率流透射损失。引入对偶坐标系,在力作用点和板接缝处对结构进行离散,同时考虑弯曲波动与面内波动效应,根据结构连接处的位移协调条件、力平衡条件以及两端边界条件得到V型薄板结构的散射矩阵。根据对偶坐标系的内在物理关系得到整体相位矩阵,最后推导出结构的回转射线矩阵。在此基础上,建立了V型薄板结构的动态响应分析模型以及功率流分析模型,通过对简谐点激励力作用下结构的动态响应进行对比分析,证明回传射线矩阵法具有很高的求解精度与求解效率。最后,分析了V型薄板结构功率流传导问题,研究了不同角度、不同板厚和不同阻尼损耗因子的V型薄板的功率流透射损失变化规律。
  • 行人荷载随机性对楼盖振动响应的影响研究 免费阅读 下载全文
  • 首先基于大量实验数据构建了行人单步步行荷载模型,并利用频率拓展方法获得了连续步行荷载时程,通过引入步频变异系数反映个体内随机性,引入体重及均值步频的变化反映个体间随机性。采用概率密度演化方法对一典型大跨楼盖实例进行了行人作用下的振动响应分析,与蒙特卡洛模拟结果的对比说明了概率密度演化方法中所采用的代表点能够合理反映出所选随机参数的主要概率信息。在此基础上,采用极值概率密度演化方法获得了楼盖10s均方根加速度的概率分布,并给出了具有95%和75%保证水平的反应谱曲线。与不考虑荷载随机性的楼盖振动响应结果对比发现,对于95%保证水平,行人荷载随机性放大效应最大可超过4倍,对于75%保证水平最大也接近2.5倍。结果表明,行人荷载随机性对楼盖的振动响应具有显著的影响,在楼盖的舒适度评估中需要考虑行人荷载的随机性。
  • 三维地震动下结构最不利入射角度研究 免费阅读 下载全文
  • 当地震波沿不同的方向输入时,结构具有不同的动力响应,并存在最不利入射角度使结构响应最大。传统的最不利入射角度计算只考虑平面内水平两向地震动作用,没有考虑竖向地震动对结构最不利反应的影响。论证了弹性力学中的平面最大主应力方向理论与平面内结构最不利入射角度在机理上是相通的。在此基础上推导了空间最大主应力方向的表达式,进而提出结构考虑三维地震动的最不利入射角度计算公式。提出了基于有限元分析的弹塑性结构瞬时最不利入射角度计算方法。通过数值模拟讨论了空间最不利入射角度的特性和变化规律。通过计算实例证明对于以竖向振型为主的结构应考虑多维地震动并计算空间最不利入射角度。同时,结构弹塑性最不利入射角度具有瞬变特性并与结构损伤程度相关。
  • 锈蚀钢筋混凝土构件抗震动力性能研究 免费阅读 下载全文
  • 研究钢筋锈蚀对混凝土构件抗震动力性能的影响,通过6个不同锈蚀率的大尺寸钢筋混凝土构件低周反复荷载试验及精细化有限元分析,得到不同锈蚀程度的各试件滞回曲线,分析了锈蚀率对试件承载力、刚度、延性、耗能能力等的影响。试验发现钢筋锈蚀在一定程度上改变了试件的失效模式和破坏形态,分析结果表明,随钢筋锈蚀率的增大,试件承载力下降,滞回曲线丰满程度和滞回环面积逐渐减小,刚度、延性和耗能能力逐步降低。钢筋锈蚀后,构件各阶自振频率及振型最大位移随锈蚀率的增大而降低,锈蚀对构件高阶模态影响更为显著。
  • 某型弹性高速车辆系统振动传递特性研究 免费阅读 下载全文
  • 列车高速化和轻量化导致轮轨激扰频率增大、车辆系统高频振动成分增多,深入研究弹性车辆系统振动传递特性对认识高速列车振动内在机理和确保优良的动力学性能具有重要意义。建立了动力学参数完全相同的高速弹性和刚性车辆系统两种动力学模型,弹性模型中车体、构架和轮对均处理为弹性体。从时域和频域研究了弹性车辆系统振动特性,对比分析了刚柔两种车辆系统在振动加速度幅值、频率分布、频率传递及振动能量等方面的特征。结果表明,车辆系统的刚柔处理方式对振动有重要的影响,且全弹性体处理方式可以获得更为丰富和准确的研究结果。车辆系统在从轮对到构架以及车体这一自下而上的振动传递过程中,三者对应的振动加速度幅值、振动频率分布和功率谱密度值大致呈一个数量级的递减趋势;频域上,轮对旋转频率对应的功率谱密度在弹性振动频率中得到明显加强。
  • 风屏障对车桥组合状态下中间车辆气动特性的影响 免费阅读 下载全文
  • 设置风屏障是提高行车安全的有效措施之一,但防风效果受风屏障参数、周围环境等多种因素影响。基于同步测压方法,结合本征正交分解技术对风压测点进行加密后通过积分获得气动力,以京沪高速铁路典型高架桥和CRH2列车为背景,研究多种风屏障参数对典型车桥组合状态下中间车辆气动力和风压分布的影响。研究结果表明:测压积分可获得与天平测力精度相当的气动力;风屏障对上游列车的防风效果显著,下游列车气动特性则受之影响较小;相对而言,风屏障透风率大小对列车气动特性影响较大,高度影响较小,且二者存在一个最优组合;设置风屏障后,尽管平均气动力会减小,但最大气动力由于特征紊流的影响可能会增大,风屏障参数应通过风洞试验或数值模拟慎重选取。
  • 屋盖开孔的近地空间建筑的风致内压 免费阅读 下载全文
  • 以屋盖开孔的近地空间建筑为研究对象,采用刚性模型测压风洞试验方法,研究了开孔率、开孔位置、内部容积、地貌类别等因素对风致内压的影响规律,与当前主要国家规范及以往试验进行对比。结果表明:屋盖开孔建筑的内压高度相关,内压存在高频Helmholtz共振,角部开孔工况的Helmholtz共振现象明显;屋盖开孔建筑的内平均风压在全风向角下表现为吸力,角部开孔工况的内平均风压较中心开孔工况大;屋盖开孔建筑的脉动内压随模型内部容积增大而减小,随来流湍流度增大而增大,侧墙的门窗开孔可减小平均内压和脉动内压;各国规范均不同程度地高估了屋盖开孔建筑的内部正风压,低估了内部负风压。
  • 考虑结构尺寸效应的台风场阵风因子特性分析 免费阅读 下载全文
  • 为了克服现行固定时距阵风因子在进行结构抗风设计时潜在的不足,提出一种基于性能设计的阵风因子确定方法。首先,在极值理论所建立的阵风因子基础上,通过引入滑动平均滤波器与气动导纳函数等效的方法建立了考虑结构尺寸效应和平均风速的阵风时距确定方法;之后对常见的5种气动导纳函数进行分析得到了等效阵风时距计算公式;最后利用2006年到2008年间影响中国的三次台风过程实测数据,分别建立了A,B两类场地不同时距阵风因子曲线。研究结果表明:由Vickery通过实验测得气动导纳函数确定的等效阵风时距最大,由Newberry等实测得到的脉动风压相干函数经验式确定的等效阵风时距最小;综合五种气动导纳函数的计算结果,等效阵风时距可取为1.33倍的结构宽度与平均风速比值;随着场地粗糙度增加,阵风因子显著增大;实测台风场阵风因子大于规范给出相应场地类别推荐值。
  • 基于层次模糊熵和改进支持向量机的轴承诊断方法研究 免费阅读 下载全文
  • 提出一种新的轴承故障特征提取方法——层次模糊熵(Hierarchical Fuzzy Entropy,HFE)。层次模糊熵包括层次分析和模糊熵计算。与多尺度模糊熵相比,层次模糊熵既分析信号的低频分量又分析信号的高频分量,因而能提取更全面、准确的故障信息。改进支持向量机(Improved support vector machine based binary tree,ISVMBT)相比其他多分类器具有识别率更高的优势,因此提出了一种基于层次模糊熵和改进支持向量机的轴承故障诊断方法。首先将HFE作为故障特征提取工具,然后将所得的特征向量输入到改进支持向量机进行模式识别。通过轴承故障诊断的工程应用,表明该方法可以有效提取轴承故障特征,实现轴承不同故障类型和故障程度的准确识别。
  • 《振动工程学报》征稿简则 免费阅读 下载全文
  • 《振动工程学报》是反映振动工程研究成果的学术刊物,由中国振动工程学会主办,南京航空航天大学出版,双月刊,国内外公开发行。《振动工程学报》欢迎国内外作者自由投稿。
  • 柔性梁含摩擦斜碰撞的刚体-弹簧-质点混合模型研究(沈煜年;顾金红)
    一般黏性阻尼振动系统的实空间解耦与自由界面模态综合法(何欢[1,2];王陶;陈国平[1,2])
    混合FE-SEA线连接建模方法研究(朱卫红;马兴瑞;韩增尧;邹元杰)
    用Padé多项式拟合法辨识动力学系统的物理参数(杨智春;丁允停;王乐)
    动态载荷辨识问题的正则化求解新方法(王锋;武龙;张小庆;贺伟)
    蜂窝纸板一维动态本构关系及应用(卢富德;高德)
    考虑轴向运动效应的梁类结构动力学特性研究(王亮;陈怀海;赵长见[1,3];商霖;廖选平[1,3])
    弹性体作定轴转动的耦合动力学模型与数值分析(郭小炜[1,2];刘占芳[1,2];郝志明)
    齿向修形直齿轮系统动力学特性分析(王奇斌;张义民)
    锥齿行星齿轮传动相位调谐研究(谢帮;王世宇[1,2,3])
    热耗散变形下干气密封系统轴向振动稳定性分析(丁雪兴;陆俊杰;刘勇;张英杰)
    利用有限元法与打靶法的纵横耦合轴系主共振分析(邹冬林[1,2];刘翎[1,2];饶柱石[1,2];塔娜[1,2])
    橡胶扭转减振器滑移转矩计算方法研究(上官文斌[1,2];聂均;魏玉明;吴启红;孔占军)
    北京地铁采用调频式钢轨减振器抑制钢轨振动的试验研究(刘卫丰;张厚贵;孟磊;吴宗臻;张衡)
    有限尺寸V型薄板功率流透射损失研究(汤冬;庞福振[1,3];王青山;姚熊亮)
    行人荷载随机性对楼盖振动响应的影响研究(丁国;陈隽[1,2])
    三维地震动下结构最不利入射角度研究(韩恩圳;何浩祥[1,2];吕永伟)
    锈蚀钢筋混凝土构件抗震动力性能研究(梁岩;李杰;罗小勇;刘攀)
    某型弹性高速车辆系统振动传递特性研究(王珊珊;任尊松;孙守光;杨光)
    风屏障对车桥组合状态下中间车辆气动特性的影响(邹云峰[1,2,3];何旭辉[1,2];李欢[1,2];秦红禧[1,2];史康[1,2];黄永明[1,2])
    屋盖开孔的近地空间建筑的风致内压(李寿科[1,2];李寿英;陈政清)
    考虑结构尺寸效应的台风场阵风因子特性分析(李利孝;郑斌;肖仪清;宋丽莉)
    基于层次模糊熵和改进支持向量机的轴承诊断方法研究(李永波;徐敏强;赵海洋;黄文虎)
    《振动工程学报》征稿简则
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