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基于模态叠加的多块结构动网格生成通用技术
1
作者
卢伟涛
郭同庆
+3 位作者
沈恩楠
周迪
吴江鹏
胡家亮
《航空计算技术》
2024年第6期70-75,共6页
从CFD/CSD耦合技术的工程应用背景出发,基于径向基函数(RBF)与无限插值(TFI)混合动网格方法和模态叠加原理,发展出一种通用性强的多块结构动网格技术。将结构模态分别插值到各部件物面网格点并对部件交界处进行模态光顺,基于单一的气动...
从CFD/CSD耦合技术的工程应用背景出发,基于径向基函数(RBF)与无限插值(TFI)混合动网格方法和模态叠加原理,发展出一种通用性强的多块结构动网格技术。将结构模态分别插值到各部件物面网格点并对部件交界处进行模态光顺,基于单一的气动网格开展流固耦合计算;使用RBF-TFI方法将模态从物面网格点插值到全流场网格点,通过空间模态叠加得到物面变形与动网格;对于舵面持续偏转等情形,将舵面偏转视为一阶模态,利用空间模态插值后输出的RBF插值矩阵快速生成动网格。算例分析了机翼操纵面偏转非定常气动力、机翼颤振、全机颤振。结果表明:该技术通用于不同构型,能够高效地生成动网格;计算结果与实验数据吻合良好,网格变形十分有效。
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关键词
动网格
气动弹性
模态叠加
法
CFD/CSD耦合
舵面偏转
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职称材料
集中阻尼弦初值问题的解析复模态叠加法
2
作者
张晓东
唐春霞
+1 位作者
郑罡
俞成雯
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期76-82,共7页
实际工程中常用黏滞阻尼器对斜拉索进行减振,然而基于阻尼拉索系统模态叠加法求解系统动力时程问题的研究还很少。研究设置集中黏性阻尼器的拉索在任意给定初始条件下的自由振动问题,提出采用解析复模态叠加法进行求解的思路。给出系统...
实际工程中常用黏滞阻尼器对斜拉索进行减振,然而基于阻尼拉索系统模态叠加法求解系统动力时程问题的研究还很少。研究设置集中黏性阻尼器的拉索在任意给定初始条件下的自由振动问题,提出采用解析复模态叠加法进行求解的思路。给出系统复模态正交性条件,并提出利用正交性条件确定复模态叠加系数的思路。通过三个数值算例,验证了方法的正确性和高效性。该文计算结果表明,对于集中阻尼弦初值问题,一般只需利用系统的前数阶模态进行叠加即可得到理想的结果。
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关键词
解析复
模态叠加
法
正交性
集中阻尼
初值问题
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职称材料
基于模态叠加法的大型风力机典型工况动态特性分析
被引量：
13
3
作者
曹莉
孙文磊
周建星
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2018年第16期185-189,218,共6页
为提高复杂多变工况下风力机工作性能和使用寿命,建立风力机动态特性计算模型,采用了基于模态叠加法的风力机动态特性计算方法,并对2 MW大型风力机在启动、正常停机、湍流、阵风等典型工况下进行动态特性分析,总结了在不同工况下风力机...
为提高复杂多变工况下风力机工作性能和使用寿命,建立风力机动态特性计算模型,采用了基于模态叠加法的风力机动态特性计算方法,并对2 MW大型风力机在启动、正常停机、湍流、阵风等典型工况下进行动态特性分析,总结了在不同工况下风力机的动态特性。结果表明:在极端运行阵风作用下风力机的动态特性最为明显,叶尖处的最大动响应的最大值相对于其稳态振幅均值反向增加了359.78%,塔架顶部的最大动应力的最大值相对于稳态应力均值增加了357.63%,该结果为风力机系统进一步优化设计与提高其运行效率及安全性提供了理论依据。
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关键词
风力机
动态特性
模态叠加
法
阵风
复杂工况
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职称材料
基于模态叠加法的面压载荷与基础激励等效方法
被引量：
4
4
作者
张鹏
费庆国
+1 位作者
吴邵庆
李彦斌
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期331-336,共6页
基于模态叠加法,将随机面压载荷等效为随机基础激励,为薄壁构件的振动台试验替代成本较高的噪声试验提供依据.该方法要求等效前后2种载荷作用下主模态位移一致,将单源载荷等效这一超静定问题合理简化为静定问题.以炭/炭复合材料悬臂板...
基于模态叠加法,将随机面压载荷等效为随机基础激励,为薄壁构件的振动台试验替代成本较高的噪声试验提供依据.该方法要求等效前后2种载荷作用下主模态位移一致,将单源载荷等效这一超静定问题合理简化为静定问题.以炭/炭复合材料悬臂板为研究对象,来验证载荷等效方法的有效性.分析结果显示,在随机面压载荷及等效随机基础激励作用下,板上典型部位随机正应力响应的功率谱密度高度吻合,在分析频段内危险点处x轴向正应力响应均方根分析误差低于1%,分布在板上的5个响应点处x轴向正应力响应均方根分析误差低于2%.该方法能有效地将随机面压载荷等效为基础激励,保证等效前后2种载荷作用下薄壁构件的随机动应力响应在频域及空间域上的分布一致性.
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关键词
面压载荷
基础激励
载荷等效
替代试验
模态叠加
法
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职称材料
有限元模态叠加法声学-结构灵敏度
被引量：
3
5
作者
张军
周韶泽
+1 位作者
兆文忠
葛霖
《大连交通大学学报》
CAS
2008年第5期45-49,共5页
基于结构-声场耦合系统有限元模型,用有限元模态叠加法推导了系统在动力载荷作用下响应声压级对结构设计变量的灵敏度.以一矩形平板与立方体声场耦合系统为研究算例,计算了1～200 Hz声场内域点响应声压级对板厚度的灵敏度,分析了灵敏度...
基于结构-声场耦合系统有限元模型,用有限元模态叠加法推导了系统在动力载荷作用下响应声压级对结构设计变量的灵敏度.以一矩形平板与立方体声场耦合系统为研究算例,计算了1～200 Hz声场内域点响应声压级对板厚度的灵敏度,分析了灵敏度随激励频率、设计变量的变化规律.计算结果表明,有限元模态叠加法求解声学-结构灵敏度的有效性和正确性.
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关键词
有限元
模态叠加
法
灵敏度
结构-声场耦合
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职称材料
基于模态叠加法的弧形闸门流激振动反分析
被引量：
5
6
作者
彭新民
尚宪锋
杨敏
《中国农村水利水电》
北大核心
2008年第1期72-74,共3页
水利水电工程泄水弧形闸门的流激振动现象是十分普遍的,这些振动有时会影响工程安全运行,甚至会造成结构失事,一直受到设计和管理人员的重视。基于模态叠加法,提出了水工结构流激振动反分析方法,可用于由少量测点的动位移实测值反馈分...
水利水电工程泄水弧形闸门的流激振动现象是十分普遍的,这些振动有时会影响工程安全运行,甚至会造成结构失事,一直受到设计和管理人员的重视。基于模态叠加法,提出了水工结构流激振动反分析方法,可用于由少量测点的动位移实测值反馈分析出整个结构在水流动力荷载作用下的动位移场和动应力场。通过反分析计算得到的弧形闸门应力值与使用Ansys有限元计算软件的计算值进行对比,可以看出,反分析计算结果与实际计算结果非常接近,从而验证了动位移、动应力反分析程序的正确性,并通过与水弹性模型试验的比较进一步验证了反分析程序的正确性。
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关键词
弧形闸门
模态叠加
法
流激振动
反分析
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职称材料
基于模态叠加法的辐射声场重构分析与实验
被引量：
3
7
作者
戚茜
陈航
杨虎
《鱼雷技术》
2016年第1期28-32,共5页
水中兵器辐射噪声源定位识别是提高水中兵器隐身性最有效最直接的手段。针对声辐射模态和声场分布可以反映声源的辐射特性,研究了基于模态叠加法的简支平板辐射声场重构。首先根据简支平板自由振动微分方程得到简支平板的固有频率和模...
水中兵器辐射噪声源定位识别是提高水中兵器隐身性最有效最直接的手段。针对声辐射模态和声场分布可以反映声源的辐射特性,研究了基于模态叠加法的简支平板辐射声场重构。首先根据简支平板自由振动微分方程得到简支平板的固有频率和模态函数,运用声模态叠加法得到简支平板辐射声场;然后基于近场声全息声场重构模型进行简支平板辐射声场重构实验研究,得到简支平板重构面的辐射特性,并将其重构的实验结果与理论值进行对比,重建的声压与理论计算得到的结果基本吻合,验证了基于模态叠加法的简支平板辐射声场重构方法的有效性。
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关键词
声辐射
模态叠加
近场声全息
声场重建
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职称材料
模态叠加法在压电复合结构分析中的应用
8
作者
周盛强
赵淳生
黄卫清
《压电与声光》
CSCD
北大核心
2010年第4期638-641,共4页
结构动力有限元模型的维数会影响动力响应分析的计算效率。针对ANSYS提供的模态叠加法不能施加位移载荷的问题,该文介绍了一种压电复合结构分析法。在用ANSYS软件进行静态电学分析、模态分析的基础上,从能量分析的角度,间接提取特定的...
结构动力有限元模型的维数会影响动力响应分析的计算效率。针对ANSYS提供的模态叠加法不能施加位移载荷的问题,该文介绍了一种压电复合结构分析法。在用ANSYS软件进行静态电学分析、模态分析的基础上,从能量分析的角度,间接提取特定的模态参数和相应等效电路模型的电学参数,并由此得到结构的频率响应特性。以超声电机定子为例进行了计算,并与ANSYS完整法谐响应分析的结果进行了对比。
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关键词
模态叠加
法
压电复合结构
频率响应
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职称材料
关于线性振动系统模态叠加法的一个注记
9
作者
谢能刚
宋培玉
《水利水运工程学报》
CSCD
北大核心
2002年第1期52-55,共4页
针对用模态叠加法计算结构线性振动系统的响应 ,作模态截断的截尾模态阶数的取值 ,给出了能量范数形式的判断指标 .用于小湾拱坝结构的动力分析表明 ,需取 10阶以上的模态进行叠加 .
关键词
线性振动系统
模态叠加
法
模态
截断
能量范数
拱坝
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职称材料
基于模态叠加法的航空发动机轮盘振动特性研究
被引量：
7
10
作者
由于
张伟
+1 位作者
高翔
黄文超
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期661-665,I0014,共6页
以某型航空发动机轮盘为研究对象,分别通过数值模拟和试验测试获得结构特定振型下的模态参数;提出采用模态置信度开展模态振型的相关度评价;基于模态叠加法开展轮盘结构谐响应分析,并通过理论推导和数值仿真开展结构阻尼和激励量值对振...
以某型航空发动机轮盘为研究对象,分别通过数值模拟和试验测试获得结构特定振型下的模态参数;提出采用模态置信度开展模态振型的相关度评价;基于模态叠加法开展轮盘结构谐响应分析,并通过理论推导和数值仿真开展结构阻尼和激励量值对振动响应的影响规律研究。结果表明,在轮盘结构三节径振型处,共振频率计算结果与测试结果相差1.7%,验证了模态测试的正确性。模态振型置信度为0.999,说明模态测试与仿真结果吻合较好。通过谐响应分析得到轮盘最危险点的幅频曲线,并基于数值仿真验证了轮盘结构振动响应幅值与模态阻尼呈反比、与激励量值呈正比的理论推导的正确性。
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关键词
航空发动机轮盘
模态
置信度
模态叠加
法
结构阻尼
谐响应分析
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职称材料
基于频率相关黏性阻尼模型的复模态叠加法
被引量：
10
11
作者
孙攀旭
杨红
+1 位作者
吴加峰
王志军
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第5期1185-1197,共13页
黏性阻尼模型存在每周期耗散能量与外激励频率相关的缺陷,复阻尼模型时域计算结果存在发散现象.为克服上述两种阻尼模型的不足,在复阻尼模型基础上,依据时频域转化原则推导了频率相关黏性阻尼模型.频率相关黏性阻尼模型不仅具有每周期...
黏性阻尼模型存在每周期耗散能量与外激励频率相关的缺陷,复阻尼模型时域计算结果存在发散现象.为克服上述两种阻尼模型的不足,在复阻尼模型基础上,依据时频域转化原则推导了频率相关黏性阻尼模型.频率相关黏性阻尼模型不仅具有每周期耗散能量与外激励频率无关的优点,还保证了结构位移时程的稳定收敛.混合结构由具有不同阻尼特性的材料组成,其阻尼矩阵为非比例矩阵,无法直接采用实模态叠加法.根据频率相关黏性阻尼模型与复阻尼模型的转换关系,提出了适用于混合结构的基于频率相关黏性阻尼模型的复模态叠加法.算例分析结果表明,与基于黏性阻尼模型的复模态叠加法相比,基于频率相关黏性阻尼模型的复模态叠加法不仅计算结果唯一,且不增加矩阵维度,具有较高的计算效率.小阻尼情况下,两种方法的计算结果近似相等,且与复阻尼模型的频域计算结果一致.当阻尼比较大时,两种方法的计算结果差异增大,但频率相关黏性阻尼模型的复模态叠加法与复阻尼模型的频域计算结果仍保持一致.
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关键词
黏性阻尼
复阻尼
频率相关
混合结构
复
模态叠加
法
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职称材料
基于位移模态叠加法的压力管道腐蚀损伤检测
被引量：
2
12
作者
徐忠成
蒲建国
+4 位作者
王晓钢
李刚
赵云峰
王盛辉
郭杏林
《管道技术与设备》
CAS
2011年第3期48-50,53,共4页
基于结构模态分析原理,针对压力管道中常见的大面积腐蚀缺陷,给出了一种新的无损检测方法——位移模态叠加法。位移模态叠加法以位移模态作为模态分析的基本参数,通过对模态信息进行叠加、识别和优化,实现对缺陷的准确定位。该方法综合...
基于结构模态分析原理,针对压力管道中常见的大面积腐蚀缺陷,给出了一种新的无损检测方法——位移模态叠加法。位移模态叠加法以位移模态作为模态分析的基本参数,通过对模态信息进行叠加、识别和优化,实现对缺陷的准确定位。该方法综合考虑缺陷位置及敏感振型对参数识别的影响,有效提高了位移模态方法的损伤识别能力。采用有限元分析软件ANSYS对腐蚀管道进行数值模拟,结果表明经该方法判定的缺陷位置与真实情况相符,充分证明了该方法的有效性。
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关键词
压力管道
腐蚀损伤
模态
分析
位移
模态
模态叠加
法
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职称材料
基于模态叠加法的振动响应修正方法研究概述
被引量：
9
13
作者
于晨阳
范宣华
《装备环境工程》
CAS
2019年第2期90-94,共5页
针对模态叠加法受模态选取和截断等影响,往往导致动力学计算精度不高,尤其是对高频响应难以预测这一缺点,对多个基于模态叠加的修正方法研究的现状和发展趋势进行了概述,简要分析了各个修正方法的优劣,并结合目前的大规模并行计算技术...
针对模态叠加法受模态选取和截断等影响,往往导致动力学计算精度不高,尤其是对高频响应难以预测这一缺点,对多个基于模态叠加的修正方法研究的现状和发展趋势进行了概述,简要分析了各个修正方法的优劣,并结合目前的大规模并行计算技术探讨了添加这些修正方法的可能性。研究表明,模态加速度法是目前相对容易实现的一种修正算法,最易于在大规模并行计算和实际工程应用中实现。
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关键词
模态叠加
法
模态
加速度法
修正方法
大规模并行计算
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职称材料
运用模态叠加法研究扩张式消声器的传递损失
被引量：
1
14
作者
钟庭生
李亚光
+3 位作者
圣小珍
肖新标
杜几平
刘谋凯
《噪声与振动控制》
CSCD
2017年第6期206-210,215,共6页
采用声学模态叠加法建立单腔扩张式消声器传递损失计算模型,然后通过Matlab编程实现单腔扩张式消声器传递损失的数值计算。在此基础上,比较声学模态叠加法、有限元法和基于平面波假定的经典公式法在计算单腔扩张式消声器传递损失上的差...
采用声学模态叠加法建立单腔扩张式消声器传递损失计算模型,然后通过Matlab编程实现单腔扩张式消声器传递损失的数值计算。在此基础上,比较声学模态叠加法、有限元法和基于平面波假定的经典公式法在计算单腔扩张式消声器传递损失上的差别,研究单腔扩张式消声器膨胀段尺寸对传递损失的影响。结果表明,对于平面入射波,声学模态叠加法可用于单腔扩张式消声器各频段传递损失的计算;增大膨胀段的半径能有效提高低频段的传递损失,但对高频段的影响较小;随着膨胀段宽度的增大,传递损失的峰值向低频移动,传递损失最大的频段向高频移动。
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关键词
声学
单腔扩张式消声器
声学
模态叠加
法
传递损失
MATLAB
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职称材料
一种基于滞变阻尼假定的混合结构抗震计算模态叠加法
15
作者
刘庆林
傅学怡
袁雄洲
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第8期101-110,128,共11页
黏滞阻尼假定导致现行用于混合结构抗震计算的时程分析方法存在不足。滞变阻尼假定与试验结果相符,克服了黏滞阻尼假定的缺陷。该文提出一种基于滞变阻尼假定的模态叠加法,对单一材料结构和混合结构皆适用,其阻尼矩阵构造方法简单、构...
黏滞阻尼假定导致现行用于混合结构抗震计算的时程分析方法存在不足。滞变阻尼假定与试验结果相符,克服了黏滞阻尼假定的缺陷。该文提出一种基于滞变阻尼假定的模态叠加法,对单一材料结构和混合结构皆适用,其阻尼矩阵构造方法简单、构造工作量小、物理意义明确,回避了基于黏滞阻尼假定时计算阻尼矩阵需要事先确定若干响应较为显著频率问题和需要计算模态阻尼比问题,有效改进了经典模态叠加法用于混合结构抗震计算的不足,可以得到更加合理的计算结果,与模型振动台试验的破坏形态更加吻合。
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关键词
滞变阻尼假定
混合结构
抗震计算
模态叠加
法
时程分析
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职称材料
基于模态叠加算法的轻型鱼雷雷载设备振动环境研究
16
作者
张溢文
尹韶平
+3 位作者
王志杰
郭君
张志民
高山
《鱼雷技术》
2016年第6期401-406,421,共7页
为解决轻型鱼雷雷载设备振动环境复杂,实测数据不足的问题,针对鱼雷雷载电子设备振动环境开展研究。以有限元方法为基础建立了轻型鱼雷电子舱段的计算模型,使用ANSYS Workbench进行模态分析并提取了固有频率和振型等模态数据。通过与模...
为解决轻型鱼雷雷载设备振动环境复杂,实测数据不足的问题,针对鱼雷雷载电子设备振动环境开展研究。以有限元方法为基础建立了轻型鱼雷电子舱段的计算模型,使用ANSYS Workbench进行模态分析并提取了固有频率和振型等模态数据。通过与模态试验数据对比,验证了计算模型的正确性。随后使用模态叠加算法进行了各雷载设备振动环境预示。针对预示结果出现的隔板装配设备力学环境恶劣的问题,提出了改进措施。与原方案对比可知,改进方案的振动均方根数据降幅超过40%,具有工程实用价值,可在轻型鱼雷结构设计中推广。
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关键词
鱼雷雷载设备
模态叠加
法
模态
分析
模态
试验
振动环境预示
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职称材料
基于模态叠加法的车身疲劳分析
17
作者
黄志杰
何雷
+1 位作者
张皓惟
刘善英
《西部交通科技》
2023年第6期189-192,共4页
由于车身固有频率和外载频率接近,汽车行业普遍采用的准静态疲劳分析法无法准确预测车身疲劳寿命。文章利用模态叠加法对汽车车身进行了瞬态动力学分析,通过模态应力恢复法获得车身关键零部件的应力时程,对车身进行了疲劳分析,并与传统...
由于车身固有频率和外载频率接近,汽车行业普遍采用的准静态疲劳分析法无法准确预测车身疲劳寿命。文章利用模态叠加法对汽车车身进行了瞬态动力学分析,通过模态应力恢复法获得车身关键零部件的应力时程,对车身进行了疲劳分析,并与传统的准静态疲劳分析方法进行了对比。结果表明,该方法对车身的疲劳分析结果更加准确,具有很好的工程应用价值。
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关键词
模态叠加
法
准静态法
疲劳分析
汽车车身
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职称材料
基于模态振型叠加的结构振动形状优化研究
被引量：
4
18
作者
夏雪宝
向阳
吴绍维
《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
2014年第5期1079-1082,共4页
采用结构模态振型来定义结构的形状优化参数模型,以一组结构模态振型的叠加来重构结构表面形状,以结构振动响应为目标函数,采用遗传算法优化配置各阶模态振型的参与因子来优化结构形状,以达到降低结构振动响应水平的目的.以几何平板、...
采用结构模态振型来定义结构的形状优化参数模型,以一组结构模态振型的叠加来重构结构表面形状,以结构振动响应为目标函数,采用遗传算法优化配置各阶模态振型的参与因子来优化结构形状,以达到降低结构振动响应水平的目的.以几何平板、半圆柱曲面为研究对象,计算结果表明该方法可以有效降低结构振动响应水平.
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关键词
模态
振型
叠加
形状优化
遗传算法
振动响应
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职称材料
基于变分模态提取的动力响应重构方法研究
19
作者
余恒
殷红
彭珍瑞
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2024年第3期43-49,共7页
基于经验模态分解的响应重构方法依赖于参数繁多的带通滤波器,且不适用于具有密集模态的结构,因此,提出一种基于变分模态提取的动力响应重构方法。首先,在时域内使用变分模态提取将由传感器测得的动力响应分解为各阶模态响应;随后,通过...
基于经验模态分解的响应重构方法依赖于参数繁多的带通滤波器,且不适用于具有密集模态的结构,因此,提出一种基于变分模态提取的动力响应重构方法。首先,在时域内使用变分模态提取将由传感器测得的动力响应分解为各阶模态响应;随后,通过根据有限元建模或模态试验导出的模态转换矩阵计算得到响应未知位置的各阶模态响应,再根据模态叠加法完成其余位置动力响应的重构;最后,对非密集模态的悬臂梁和密集模态的3层剪切框架进行数值模拟,并通过简支梁进行试验分析,验证了所提方法的有效性和较好的鲁棒性。
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关键词
振动与波
密集
模态
变分
模态
提取
动力响应重构
模态
转换矩阵
模态叠加
法
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职称材料
谐波激励下压气机叶片多模态耦合振动特性研究
被引量：
1
20
作者
李鑫
陈官峰
+4 位作者
秦秀云
程前
潘容
王春健
张呈波
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期338-344,共7页
航空发动机压气机叶片在振动台上进行疲劳试验时,振动台的简谐激励信号在经过多个工装的摩擦界面传输过程中会出现高阶倍频谐波分量。当叶片固有频率与激振频率的高阶谐波分量的频率相近时,叶片在外部简谐激励下会发生多模态耦合振动的...
航空发动机压气机叶片在振动台上进行疲劳试验时,振动台的简谐激励信号在经过多个工装的摩擦界面传输过程中会出现高阶倍频谐波分量。当叶片固有频率与激振频率的高阶谐波分量的频率相近时,叶片在外部简谐激励下会发生多模态耦合振动的现象,利用该试验特征可模拟航空发动机压气机叶片工作时的多模态耦合振动。通过振动疲劳多模态标定试验和激振试验,获取了叶片耦合振动时位移和应变的振动特性。数值分析和试验结果表明:叶片发生失效的位置与耦合振动各阶模态叠加后的振动大应力位置一致;随着叶片固有频率与高阶谐波分量频率之间频差的增加,高阶模态的振动应力呈指数下降的趋势。
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关键词
压气机叶片
耦合振动
多
模态
共振
模态叠加
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职称材料
题名
基于模态叠加的多块结构动网格生成通用技术
1
作者
卢伟涛
郭同庆
沈恩楠
周迪
吴江鹏
胡家亮
机构
南京航空航天大学
航空工业沈阳飞机设计研究所
出处
《航空计算技术》
2024年第6期70-75,共6页
基金
国家自然科学基金项目资助(12102187)
江苏省高校优势学科建设工程项目资助(U2341230)。
文摘
从CFD/CSD耦合技术的工程应用背景出发,基于径向基函数(RBF)与无限插值(TFI)混合动网格方法和模态叠加原理,发展出一种通用性强的多块结构动网格技术。将结构模态分别插值到各部件物面网格点并对部件交界处进行模态光顺,基于单一的气动网格开展流固耦合计算;使用RBF-TFI方法将模态从物面网格点插值到全流场网格点,通过空间模态叠加得到物面变形与动网格;对于舵面持续偏转等情形,将舵面偏转视为一阶模态,利用空间模态插值后输出的RBF插值矩阵快速生成动网格。算例分析了机翼操纵面偏转非定常气动力、机翼颤振、全机颤振。结果表明:该技术通用于不同构型,能够高效地生成动网格;计算结果与实验数据吻合良好,网格变形十分有效。
关键词
动网格
气动弹性
模态叠加
法
CFD/CSD耦合
舵面偏转
Keywords
dynamic grid
aeroelasticity
modal superposition method
CFD/CSD
rudder deflection
分类号
V211.47 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
集中阻尼弦初值问题的解析复模态叠加法
2
作者
张晓东
唐春霞
郑罡
俞成雯
机构
重庆交通大学桥隧长期性能与安全省部共建国家重点实验室
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期76-82,共7页
基金
国家自然科学基金(51978112,51808085)。
文摘
实际工程中常用黏滞阻尼器对斜拉索进行减振,然而基于阻尼拉索系统模态叠加法求解系统动力时程问题的研究还很少。研究设置集中黏性阻尼器的拉索在任意给定初始条件下的自由振动问题,提出采用解析复模态叠加法进行求解的思路。给出系统复模态正交性条件,并提出利用正交性条件确定复模态叠加系数的思路。通过三个数值算例,验证了方法的正确性和高效性。该文计算结果表明,对于集中阻尼弦初值问题,一般只需利用系统的前数阶模态进行叠加即可得到理想的结果。
关键词
解析复
模态叠加
法
正交性
集中阻尼
初值问题
Keywords
analytical complex mode superpostion method
orthogonality condition
concentrated viscous damping
initial value problem
分类号
O321 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
基于模态叠加法的大型风力机典型工况动态特性分析
被引量：
13
3
作者
曹莉
孙文磊
周建星
机构
新疆大学机械工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2018年第16期185-189,218,共6页
基金
国家自然科学基金(51565055
51665054)
自治区研究生科研创新(XJGRI2016024)
文摘
为提高复杂多变工况下风力机工作性能和使用寿命,建立风力机动态特性计算模型,采用了基于模态叠加法的风力机动态特性计算方法,并对2 MW大型风力机在启动、正常停机、湍流、阵风等典型工况下进行动态特性分析,总结了在不同工况下风力机的动态特性。结果表明:在极端运行阵风作用下风力机的动态特性最为明显,叶尖处的最大动响应的最大值相对于其稳态振幅均值反向增加了359.78%,塔架顶部的最大动应力的最大值相对于稳态应力均值增加了357.63%,该结果为风力机系统进一步优化设计与提高其运行效率及安全性提供了理论依据。
关键词
风力机
动态特性
模态叠加
法
阵风
复杂工况
Keywords
wind turbine
dynamic characteristics
modal superposition
gust
complex conditions
分类号
TK83 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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职称材料
题名
基于模态叠加法的面压载荷与基础激励等效方法
被引量：
4
4
作者
张鹏
费庆国
吴邵庆
李彦斌
机构
东南大学土木工程学院
出处
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期331-336,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(11402052
11572086)
+1 种基金
教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-11-0086)
江苏省自然科学基金资助项目(BK20140616)
文摘
基于模态叠加法,将随机面压载荷等效为随机基础激励,为薄壁构件的振动台试验替代成本较高的噪声试验提供依据.该方法要求等效前后2种载荷作用下主模态位移一致,将单源载荷等效这一超静定问题合理简化为静定问题.以炭/炭复合材料悬臂板为研究对象,来验证载荷等效方法的有效性.分析结果显示,在随机面压载荷及等效随机基础激励作用下,板上典型部位随机正应力响应的功率谱密度高度吻合,在分析频段内危险点处x轴向正应力响应均方根分析误差低于1%,分布在板上的5个响应点处x轴向正应力响应均方根分析误差低于2%.该方法能有效地将随机面压载荷等效为基础激励,保证等效前后2种载荷作用下薄壁构件的随机动应力响应在频域及空间域上的分布一致性.
关键词
面压载荷
基础激励
载荷等效
替代试验
模态叠加
法
Keywords
pressure load
foundation excitation
load equivalence
alternative test
mode superposition method
分类号
TH113 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
有限元模态叠加法声学-结构灵敏度
被引量：
3
5
作者
张军
周韶泽
兆文忠
葛霖
机构
大连交通大学交通运输工程学院
出处
《大连交通大学学报》
CAS
2008年第5期45-49,共5页
基金
辽宁省教育厅科技资助项目(20060182)
文摘
基于结构-声场耦合系统有限元模型,用有限元模态叠加法推导了系统在动力载荷作用下响应声压级对结构设计变量的灵敏度.以一矩形平板与立方体声场耦合系统为研究算例,计算了1～200 Hz声场内域点响应声压级对板厚度的灵敏度,分析了灵敏度随激励频率、设计变量的变化规律.计算结果表明,有限元模态叠加法求解声学-结构灵敏度的有效性和正确性.
关键词
有限元
模态叠加
法
灵敏度
结构-声场耦合
Keywords
finite element method
modal superpose
sensitivity
coupled acoustic- structure system
分类号
U467.493 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于模态叠加法的弧形闸门流激振动反分析
被引量：
5
6
作者
彭新民
尚宪锋
杨敏
机构
天津大学建筑工程学院
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2008年第1期72-74,共3页
文摘
水利水电工程泄水弧形闸门的流激振动现象是十分普遍的,这些振动有时会影响工程安全运行,甚至会造成结构失事,一直受到设计和管理人员的重视。基于模态叠加法,提出了水工结构流激振动反分析方法,可用于由少量测点的动位移实测值反馈分析出整个结构在水流动力荷载作用下的动位移场和动应力场。通过反分析计算得到的弧形闸门应力值与使用Ansys有限元计算软件的计算值进行对比,可以看出,反分析计算结果与实际计算结果非常接近,从而验证了动位移、动应力反分析程序的正确性,并通过与水弹性模型试验的比较进一步验证了反分析程序的正确性。
关键词
弧形闸门
模态叠加
法
流激振动
反分析
Keywords
arch gate
mode superposition method
flow-induced vibration
counter-analysis
分类号
TV312 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
基于模态叠加法的辐射声场重构分析与实验
被引量：
3
7
作者
戚茜
陈航
杨虎
机构
西北工业大学航海学院
出处
《鱼雷技术》
2016年第1期28-32,共5页
基金
国家自然科学基金(61301197)
陕西省自然科学基金(2013JQ8016)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(3102015BJ016)
文摘
水中兵器辐射噪声源定位识别是提高水中兵器隐身性最有效最直接的手段。针对声辐射模态和声场分布可以反映声源的辐射特性,研究了基于模态叠加法的简支平板辐射声场重构。首先根据简支平板自由振动微分方程得到简支平板的固有频率和模态函数,运用声模态叠加法得到简支平板辐射声场;然后基于近场声全息声场重构模型进行简支平板辐射声场重构实验研究,得到简支平板重构面的辐射特性,并将其重构的实验结果与理论值进行对比,重建的声压与理论计算得到的结果基本吻合,验证了基于模态叠加法的简支平板辐射声场重构方法的有效性。
关键词
声辐射
模态叠加
近场声全息
声场重建
Keywords
sound radiation
modal superposition
near-field acoustic holography（NAH）
sound field reconstruction
分类号
TJ630.34 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
O422.6 [理学—声学]
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职称材料
题名
模态叠加法在压电复合结构分析中的应用
8
作者
周盛强
赵淳生
黄卫清
机构
南京航空航天大学精密驱动研究所
出处
《压电与声光》
CSCD
北大核心
2010年第4期638-641,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(50735002
10604032)
文摘
结构动力有限元模型的维数会影响动力响应分析的计算效率。针对ANSYS提供的模态叠加法不能施加位移载荷的问题,该文介绍了一种压电复合结构分析法。在用ANSYS软件进行静态电学分析、模态分析的基础上,从能量分析的角度,间接提取特定的模态参数和相应等效电路模型的电学参数,并由此得到结构的频率响应特性。以超声电机定子为例进行了计算,并与ANSYS完整法谐响应分析的结果进行了对比。
关键词
模态叠加
法
压电复合结构
频率响应
Keywords
modal superpose method
piezo-compound structure
frequency response characteristics
分类号
TM35 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
关于线性振动系统模态叠加法的一个注记
9
作者
谢能刚
宋培玉
机构
安徽工业大学机械工程学院
煤炭工业部南京设计研究院
出处
《水利水运工程学报》
CSCD
北大核心
2002年第1期52-55,共4页
文摘
针对用模态叠加法计算结构线性振动系统的响应 ,作模态截断的截尾模态阶数的取值 ,给出了能量范数形式的判断指标 .用于小湾拱坝结构的动力分析表明 ,需取 10阶以上的模态进行叠加 .
关键词
线性振动系统
模态叠加
法
模态
截断
能量范数
拱坝
Keywords
linear oscillation system
modal superposition method
mode truncation
energy norm
arch dam$$$$
分类号
TV312 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
基于模态叠加法的航空发动机轮盘振动特性研究
被引量：
7
10
作者
由于
张伟
高翔
黄文超
机构
中国飞机强度研究所
出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期661-665,I0014,共6页
文摘
以某型航空发动机轮盘为研究对象,分别通过数值模拟和试验测试获得结构特定振型下的模态参数;提出采用模态置信度开展模态振型的相关度评价;基于模态叠加法开展轮盘结构谐响应分析,并通过理论推导和数值仿真开展结构阻尼和激励量值对振动响应的影响规律研究。结果表明,在轮盘结构三节径振型处,共振频率计算结果与测试结果相差1.7%,验证了模态测试的正确性。模态振型置信度为0.999,说明模态测试与仿真结果吻合较好。通过谐响应分析得到轮盘最危险点的幅频曲线,并基于数值仿真验证了轮盘结构振动响应幅值与模态阻尼呈反比、与激励量值呈正比的理论推导的正确性。
关键词
航空发动机轮盘
模态
置信度
模态叠加
法
结构阻尼
谐响应分析
Keywords
aero-engine disk
modal assurance criterion
modal superposition method
structural damping
harmonic response analysis
分类号
V231.92 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
基于频率相关黏性阻尼模型的复模态叠加法
被引量：
10
11
作者
孙攀旭
杨红
吴加峰
王志军
机构
重庆大学土木工程学院
重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第5期1185-1197,共13页
基金
国家重点研发计划(2016YFC0701506)
重庆市研究生科研创新项目(CYB18036)资助
文摘
黏性阻尼模型存在每周期耗散能量与外激励频率相关的缺陷,复阻尼模型时域计算结果存在发散现象.为克服上述两种阻尼模型的不足,在复阻尼模型基础上,依据时频域转化原则推导了频率相关黏性阻尼模型.频率相关黏性阻尼模型不仅具有每周期耗散能量与外激励频率无关的优点,还保证了结构位移时程的稳定收敛.混合结构由具有不同阻尼特性的材料组成,其阻尼矩阵为非比例矩阵,无法直接采用实模态叠加法.根据频率相关黏性阻尼模型与复阻尼模型的转换关系,提出了适用于混合结构的基于频率相关黏性阻尼模型的复模态叠加法.算例分析结果表明,与基于黏性阻尼模型的复模态叠加法相比,基于频率相关黏性阻尼模型的复模态叠加法不仅计算结果唯一,且不增加矩阵维度,具有较高的计算效率.小阻尼情况下,两种方法的计算结果近似相等,且与复阻尼模型的频域计算结果一致.当阻尼比较大时,两种方法的计算结果差异增大,但频率相关黏性阻尼模型的复模态叠加法与复阻尼模型的频域计算结果仍保持一致.
关键词
黏性阻尼
复阻尼
频率相关
混合结构
复
模态叠加
法
Keywords
viscous damping
complex damping
frequency dependent
mixed structure
complex mode superposition method
分类号
TU311.3 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
基于位移模态叠加法的压力管道腐蚀损伤检测
被引量：
2
12
作者
徐忠成
蒲建国
王晓钢
李刚
赵云峰
王盛辉
郭杏林
机构
大连市锅炉压力容器检验研究院
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
出处
《管道技术与设备》
CAS
2011年第3期48-50,53,共4页
基金
辽宁省质量技术监督局科技计划项目(20076013)
文摘
基于结构模态分析原理,针对压力管道中常见的大面积腐蚀缺陷,给出了一种新的无损检测方法——位移模态叠加法。位移模态叠加法以位移模态作为模态分析的基本参数,通过对模态信息进行叠加、识别和优化,实现对缺陷的准确定位。该方法综合考虑缺陷位置及敏感振型对参数识别的影响,有效提高了位移模态方法的损伤识别能力。采用有限元分析软件ANSYS对腐蚀管道进行数值模拟,结果表明经该方法判定的缺陷位置与真实情况相符,充分证明了该方法的有效性。
关键词
压力管道
腐蚀损伤
模态
分析
位移
模态
模态叠加
法
Keywords
pressure pipeline
corrosion damage
modal analysis
displacement mode
mode superposition method
分类号
TE8 [石油与天然气工程—油气储运工程]
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职称材料
题名
基于模态叠加法的振动响应修正方法研究概述
被引量：
9
13
作者
于晨阳
范宣华
机构
中国工程物理研究院总体工程研究所
出处
《装备环境工程》
CAS
2019年第2期90-94,共5页
基金
国家自然科学基金(11872059)
科学挑战专题项目(TZ2018002)
文摘
针对模态叠加法受模态选取和截断等影响,往往导致动力学计算精度不高,尤其是对高频响应难以预测这一缺点,对多个基于模态叠加的修正方法研究的现状和发展趋势进行了概述,简要分析了各个修正方法的优劣,并结合目前的大规模并行计算技术探讨了添加这些修正方法的可能性。研究表明,模态加速度法是目前相对容易实现的一种修正算法,最易于在大规模并行计算和实际工程应用中实现。
关键词
模态叠加
法
模态
加速度法
修正方法
大规模并行计算
Keywords
modal superposition method
mode-acceleration method
correction method
massively parallel processing
分类号
TB123 [理学—工程力学]
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职称材料
题名
运用模态叠加法研究扩张式消声器的传递损失
被引量：
1
14
作者
钟庭生
李亚光
圣小珍
肖新标
杜几平
刘谋凯
机构
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2017年第6期206-210,215,共6页
文摘
采用声学模态叠加法建立单腔扩张式消声器传递损失计算模型,然后通过Matlab编程实现单腔扩张式消声器传递损失的数值计算。在此基础上,比较声学模态叠加法、有限元法和基于平面波假定的经典公式法在计算单腔扩张式消声器传递损失上的差别,研究单腔扩张式消声器膨胀段尺寸对传递损失的影响。结果表明,对于平面入射波,声学模态叠加法可用于单腔扩张式消声器各频段传递损失的计算;增大膨胀段的半径能有效提高低频段的传递损失,但对高频段的影响较小;随着膨胀段宽度的增大,传递损失的峰值向低频移动,传递损失最大的频段向高频移动。
关键词
声学
单腔扩张式消声器
声学
模态叠加
法
传递损失
MATLAB
Keywords
acoustics
single chamber expansion muffler
acoustic modal superposition
transmission loss
Matlab
分类号
TB535.1 [理学—声学]
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职称材料
题名
一种基于滞变阻尼假定的混合结构抗震计算模态叠加法
15
作者
刘庆林
傅学怡
袁雄洲
机构
深圳信息职业技术学院
深圳大学建筑设计研究院
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第8期101-110,128,共11页
基金
国家自然科学基金(51578343)。
文摘
黏滞阻尼假定导致现行用于混合结构抗震计算的时程分析方法存在不足。滞变阻尼假定与试验结果相符,克服了黏滞阻尼假定的缺陷。该文提出一种基于滞变阻尼假定的模态叠加法,对单一材料结构和混合结构皆适用,其阻尼矩阵构造方法简单、构造工作量小、物理意义明确,回避了基于黏滞阻尼假定时计算阻尼矩阵需要事先确定若干响应较为显著频率问题和需要计算模态阻尼比问题,有效改进了经典模态叠加法用于混合结构抗震计算的不足,可以得到更加合理的计算结果,与模型振动台试验的破坏形态更加吻合。
关键词
滞变阻尼假定
混合结构
抗震计算
模态叠加
法
时程分析
Keywords
hysteretic damping assumption
hybrid structure
seismic calculation
mode superposition method
timehistory analysis
分类号
TU318.1 [建筑科学—结构工程]
TU973.23 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
基于模态叠加算法的轻型鱼雷雷载设备振动环境研究
16
作者
张溢文
尹韶平
王志杰
郭君
张志民
高山
机构
中国船舶重工集团公司第
水下信息与控制重点实验室
出处
《鱼雷技术》
2016年第6期401-406,421,共7页
文摘
为解决轻型鱼雷雷载设备振动环境复杂,实测数据不足的问题,针对鱼雷雷载电子设备振动环境开展研究。以有限元方法为基础建立了轻型鱼雷电子舱段的计算模型,使用ANSYS Workbench进行模态分析并提取了固有频率和振型等模态数据。通过与模态试验数据对比,验证了计算模型的正确性。随后使用模态叠加算法进行了各雷载设备振动环境预示。针对预示结果出现的隔板装配设备力学环境恶劣的问题,提出了改进措施。与原方案对比可知,改进方案的振动均方根数据降幅超过40%,具有工程实用价值,可在轻型鱼雷结构设计中推广。
关键词
鱼雷雷载设备
模态叠加
法
模态
分析
模态
试验
振动环境预示
Keywords
torpedo borne equipment
modal superposition method
modal analysis
modal testing
vibration environ-ment prediction
分类号
TJ630.3 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
O32 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
基于模态叠加法的车身疲劳分析
17
作者
黄志杰
何雷
张皓惟
刘善英
机构
柳州铁道职业技术学院
东风柳州汽车有限公司
出处
《西部交通科技》
2023年第6期189-192,共4页
基金
广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“高速铁路动车组疲劳耐久性分析与优化关键技术研究”(编号:2020KY44004)。
文摘
由于车身固有频率和外载频率接近,汽车行业普遍采用的准静态疲劳分析法无法准确预测车身疲劳寿命。文章利用模态叠加法对汽车车身进行了瞬态动力学分析,通过模态应力恢复法获得车身关键零部件的应力时程,对车身进行了疲劳分析,并与传统的准静态疲劳分析方法进行了对比。结果表明,该方法对车身的疲劳分析结果更加准确,具有很好的工程应用价值。
关键词
模态叠加
法
准静态法
疲劳分析
汽车车身
分类号
U467.497 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于模态振型叠加的结构振动形状优化研究
被引量：
4
18
作者
夏雪宝
向阳
吴绍维
机构
武汉理工大学能源与动力工程学院
船舶动力系统运用技术交通行业重点实验室
出处
《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
2014年第5期1079-1082,共4页
基金
国家自然科学基金项目(批准号:51079118
51279148)
武汉理工大学自主创新研究基金项目(批准号:135105006)资助
文摘
采用结构模态振型来定义结构的形状优化参数模型,以一组结构模态振型的叠加来重构结构表面形状,以结构振动响应为目标函数,采用遗传算法优化配置各阶模态振型的参与因子来优化结构形状,以达到降低结构振动响应水平的目的.以几何平板、半圆柱曲面为研究对象,计算结果表明该方法可以有效降低结构振动响应水平.
关键词
模态
振型
叠加
形状优化
遗传算法
振动响应
Keywords
mode shape superposition
shape optimization
genetic algorithm
vibration response
分类号
O327 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
基于变分模态提取的动力响应重构方法研究
19
作者
余恒
殷红
彭珍瑞
机构
兰州交通大学机电工程学院
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2024年第3期43-49,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(62161018)
甘肃省优秀研究生“创新之星”资助项目(2022CXZX-569)。
文摘
基于经验模态分解的响应重构方法依赖于参数繁多的带通滤波器,且不适用于具有密集模态的结构,因此,提出一种基于变分模态提取的动力响应重构方法。首先,在时域内使用变分模态提取将由传感器测得的动力响应分解为各阶模态响应;随后,通过根据有限元建模或模态试验导出的模态转换矩阵计算得到响应未知位置的各阶模态响应,再根据模态叠加法完成其余位置动力响应的重构;最后,对非密集模态的悬臂梁和密集模态的3层剪切框架进行数值模拟,并通过简支梁进行试验分析,验证了所提方法的有效性和较好的鲁棒性。
关键词
振动与波
密集
模态
变分
模态
提取
动力响应重构
模态
转换矩阵
模态叠加
法
Keywords
vibration and wave
closely spaced modes
variational mode extraction
dynamic response reconstruction
modal transformation matrix
modal superposition method
分类号
TU311.3 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
谐波激励下压气机叶片多模态耦合振动特性研究
被引量：
1
20
作者
李鑫
陈官峰
秦秀云
程前
潘容
王春健
张呈波
机构
中国航发四川燃气涡轮研究院
南京航空航天大学能源与动力学院
天津航天瑞莱科技有限公司
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期338-344,共7页
文摘
航空发动机压气机叶片在振动台上进行疲劳试验时,振动台的简谐激励信号在经过多个工装的摩擦界面传输过程中会出现高阶倍频谐波分量。当叶片固有频率与激振频率的高阶谐波分量的频率相近时,叶片在外部简谐激励下会发生多模态耦合振动的现象,利用该试验特征可模拟航空发动机压气机叶片工作时的多模态耦合振动。通过振动疲劳多模态标定试验和激振试验,获取了叶片耦合振动时位移和应变的振动特性。数值分析和试验结果表明:叶片发生失效的位置与耦合振动各阶模态叠加后的振动大应力位置一致;随着叶片固有频率与高阶谐波分量频率之间频差的增加,高阶模态的振动应力呈指数下降的趋势。
关键词
压气机叶片
耦合振动
多
模态
共振
模态叠加
Keywords
compressor blade
coupled vibration
multi-modal resonance
modes superposition
分类号
TH212 [机械工程—机械制造及自动化]
TH213.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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