人行钢箱梁桥静载试验与模态质量识别研究

1

作者 王海 周越 +1 位作者 李聪 曹张 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第3期243-248,共6页

准确获得结构的模态质量是轻质人行桥人致振动舒适度评价和调谐质量阻尼器设计的前提。成桥荷载试验是桥梁投入使用前必开展的检测项目。针对钢箱梁人行梁桥,提出基于静载试验的梁桥模态质量识别方法。该方法基于质量加载的成桥荷载试... 准确获得结构的模态质量是轻质人行桥人致振动舒适度评价和调谐质量阻尼器设计的前提。成桥荷载试验是桥梁投入使用前必开展的检测项目。针对钢箱梁人行梁桥,提出基于静载试验的梁桥模态质量识别方法。该方法基于质量加载的成桥荷载试验会改变桥梁频率识别结构的模态质量。首先,通过环境振动试验识别未加载桥梁结构固有频率和模态振型;然后,在桥梁上加载质量,测试加载后桥梁的固有频率;最后,利用桥梁加载前后实测固有频率和加载质量,识别结构相关模态的模态质量。通过数值仿真分析,研究频率识别精度和局部加载所引起的振型改变对模态质量识别的影响。通过模型试验验证了该方法的可行性。研究结果表明,该方法可以有效识别人行梁桥主要模态的模态质量。 展开更多

关键词 振动与波 人行桥 静载试验 参数识别 模态质量 仿真分析

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考虑模态质量耦合的随机振动准静态载荷计算 被引量：4

2

作者 杨新峰 单悌磊 +2 位作者 扈勇强 辛强 王海明 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期292-299,共8页

针对目前模态质量参与法没有考虑模态质量耦合影响而导致模态密集时随机振动准静态载荷计算出现较大误差,从多自由度振动方程出发,利用模态理论和随机谱理论,分析推导出包含模态质量耦合作用的完全模态质量参与法,分析了耦合项的影响规... 针对目前模态质量参与法没有考虑模态质量耦合影响而导致模态密集时随机振动准静态载荷计算出现较大误差,从多自由度振动方程出发,利用模态理论和随机谱理论,分析推导出包含模态质量耦合作用的完全模态质量参与法,分析了耦合项的影响规律。此改进的模态质量参与法可用于计算包括密集模态在内的随机振动准静态载荷,并针对模态频率比大于0.95的密集模态给出简化计算公式。以一个算例验证了密集模态的准静态加速度载荷计算。 展开更多

关键词 随机振动 准静态加速度 模态质量比 模态质量参与法 密集模态 模态质量耦合

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基于有效模态质量的有限元建模 被引量：6

3

作者 石进峰 吴清文 +2 位作者 郭万存 杨献伟 黄勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期995-998,共4页

介绍一种简单的基于有效模态质量与结构质量的比值∑meff/m来判断有限元模型精确度的方法,给出了基于多自由度系统的理论证明。在通过试验验证了某空间相机及其支架各自有限元模型正确性的前提下,针对二者之间的特殊连接结构采用三种建... 介绍一种简单的基于有效模态质量与结构质量的比值∑meff/m来判断有限元模型精确度的方法,给出了基于多自由度系统的理论证明。在通过试验验证了某空间相机及其支架各自有限元模型正确性的前提下,针对二者之间的特殊连接结构采用三种建模方式,分别计算整体结构的有效模态质量和模态频率,其中∑meff/m比值最大的模型所对应的模态频率计算值与试验值最接近,误差在5%之内。有效模态质量是判断有限元模型好坏的重要参数,该方法对一般结构的有限元建模工作有一定的借鉴作用。 展开更多

关键词 有效模态质量 结构质量 有限元分析 空间相机 模态频率

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基于模态频率和有效模态质量的有限元模型修正 被引量：14

4

作者 张保强 陈国平 郭勤涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第24期69-73,81,共6页

提出一种同时使用模态频率和有效模态质量作为目标量的残差进行结构动力学有限元模型修正的新方法。有效模态质量不但可以为结构动力学分析提供一种判断振动模态重要程度的方法,而且能够为有限元模型修正提供更多的信息量。介绍了基于... 提出一种同时使用模态频率和有效模态质量作为目标量的残差进行结构动力学有限元模型修正的新方法。有效模态质量不但可以为结构动力学分析提供一种判断振动模态重要程度的方法,而且能够为有限元模型修正提供更多的信息量。介绍了基于灵敏度分析的模型修正实现过程以及有效模态质量的概念,推导了有效模态质量对设计参数的灵敏度,在此基础上采用仿真算例验证了所提出方法的正确性和有效性。仿真结果显示所有修正参数都回到了设定的目标值,即使当模态频率和有效模态质量等特征量都存在5%的高斯白噪声时,修正后在修正频段内特征量的均方误差都小于0.4%。研究表明,基于模态频率和有效模态质量的结构动力学有限元模型修正是有效可行的。 展开更多

关键词 结构动力学 模型修正 有效模态质量 模态频率 灵敏度分析

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基于有效模态质量的子结构主模态选择方法 被引量：3

5

作者 邓兆祥 李兴泉 +2 位作者 章竟成 李英强 阳小光 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期543-547,564,共6页

根据建筑物抗震设计中有效模态质量计算的基本原理,推导了固定界面模态综合中子结构各阶主模态的模态参与因子和有效模态质量,以及总的有效模态质量的计算方法。根据各阶有效模态质量与总的有效模态质量之比,对某样车模型的子结构主模... 根据建筑物抗震设计中有效模态质量计算的基本原理,推导了固定界面模态综合中子结构各阶主模态的模态参与因子和有效模态质量,以及总的有效模态质量的计算方法。根据各阶有效模态质量与总的有效模态质量之比,对某样车模型的子结构主模态进行截断。结果表明:在一定频率范围内,采用子结构主模态截断法,仅保留少数低阶主模态,即可使样车低频振动特性计算结果具有较高的精度。 展开更多

关键词 振动 频率 模态综合 子结构 有效模态质量

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使用有效模态质量和遗传算法的有限元模型修正 被引量：5

6

作者 张保强 陈国平 郭勤涛 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期577-580,687-688,共4页

提出将模态频率和有效模态质量构造的残差作为遗传算法的目标函数进行结构动力学有限元模型修正的方法。有效模态质量不但可以为结构动力学响应分析提供一种判断模态贡献程度的方法,而且能够为有限元模型修正提供更多的信息量。介绍了... 提出将模态频率和有效模态质量构造的残差作为遗传算法的目标函数进行结构动力学有限元模型修正的方法。有效模态质量不但可以为结构动力学响应分析提供一种判断模态贡献程度的方法,而且能够为有限元模型修正提供更多的信息量。介绍了有效模态质量的概念和基于遗传算法的结构动力学模型修正理论,在此基础上采用仿真算例验证了所提出方法的正确性和有效性。仿真结果显示,模型修正后参数最大误差为-0.062%,不管是在修正频段内还是修正频段外,频率和有效模态质量的均方误差都小于0.025%。研究表明,使用有效模态质量和遗传算法的结构动力学有限元模型修正是有效可行的。 展开更多

关键词 结构动力学 模型修正 模态频率 有效模态质量 遗传算法

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基于ANSYS有限元分析的模态质量计算方法 被引量：16

7

作者 商霖 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2011年第3期55-57,共3页

基于动能公式的演化推导,提出一种计算模态质量的新方法。该方法操作方便,快速有效,适用于任何有限元模型模态质量的计算。通过与模态质量经典公式计算结果的比较,二者数值完全一致。

关键词 模态质量 经典公式 动能定理 质量矩阵 弹簧-质量模型

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模态有效质量在数控管螺纹车床动态特性仿真中的应用 被引量：2

8

作者 徐广晨 孙兴伟 《工具技术》 北大核心 2017年第12期51-54,共4页

由于复杂结构系统的模态分析中常存在局部模态无法辨识和整体模态振型无法提取的实际问题,因此推导出了一种基于动能的模态有效参数公式,并将模态有效参数引入到数控管螺纹修复车床的床身力学特性仿真中。仿真结果证明该方法可有效识别... 由于复杂结构系统的模态分析中常存在局部模态无法辨识和整体模态振型无法提取的实际问题,因此推导出了一种基于动能的模态有效参数公式,并将模态有效参数引入到数控管螺纹修复车床的床身力学特性仿真中。仿真结果证明该方法可有效识别出三个方向的局部模态,判断求解模态数目是否满足求解精度要求。为提高床身固有频率,分析床身的开孔对其动态性能影响,在此基础上提出了三种优化方案,并验证了优化方案的可行性,实现了不借助试验模态分析就能够对结构提出针对性的优化意见。 展开更多

关键词 数控管螺纹车床 模态有效质量 动能 模态分析

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基于稳态激励共振试验的人行桥全模态参数识别

9

作者 温青 周越 +2 位作者 宁平华 王晟 华旭刚 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1168-1174,共7页

识别包括模态质量在内的结构真实全模态参数是人行桥人致振动舒适度评价和减振设计的关键工作。提出一种基于稳态激励共振动力试验的人行桥全模态参数识别方法,该方法首先利用稳态激励共振动力试验,得到稳态激振下较大振幅的稳态振动;... 识别包括模态质量在内的结构真实全模态参数是人行桥人致振动舒适度评价和减振设计的关键工作。提出一种基于稳态激励共振动力试验的人行桥全模态参数识别方法,该方法首先利用稳态激励共振动力试验,得到稳态激振下较大振幅的稳态振动;然后停止激励,从结构自由振动响应中识别结构频率、阻尼比和振型;最后利用稳态振幅以及识别的频率、阻尼比和振型,识别结构的模态质量。该方法仅需要一次激振试验就可以实现包括模态质量在内的人行桥全模态参数识别。通过仿真分析,研究了该方法的可行性以及激振频率偏离对模态参数识别的影响。采用该方法识别了一座大跨人行曲线斜拉桥1阶侧弯模态的全模态参数。研究结果表明,该方法能较可靠识别结构特定模态的频率、阻尼比和模态质量。 展开更多

关键词 人行桥 动力试验 参数识别 模态质量

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模态综合的子结构主模态截断方法 被引量：11

10

作者 李兴泉 邓兆祥 +2 位作者 李传兵 章竟成 李英强 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期173-178,共6页

为了减少固定界面模态综合方法中保留的子结构主模态数，分别采用频率截断和有效模态质量截断两种方法进行截断，分析两种方法的适用性，最终得到适合结构低频动态特性计算的主模态截断方法．计算结果表明：频率截断法保留的主模态不到... 为了减少固定界面模态综合方法中保留的子结构主模态数，分别采用频率截断和有效模态质量截断两种方法进行截断，分析两种方法的适用性，最终得到适合结构低频动态特性计算的主模态截断方法．计算结果表明：频率截断法保留的主模态不到有效质模态量截断法的1／2，采用2～3倍的最高关心频率进行主模态截断，能保证结构低频动态特性计算具有较高的精度，所保留的主模态，更能反应子结构在关心频率范围内系统振动的变形模式；有效模态质量法不能判断各子结构间主模态对系统动态特性作用的相对大小，这使小尺寸高刚度的子结构保留多余的模态，其计算效率较低． 展开更多

关键词 模态综合 子结构 振动 频率 有效模态质量

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模态静力非线性分析中模态选择的研究 被引量：25

11

作者 卢文生 吕西林 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第6期32-38,共7页

本文应用模态静力非线性分析方法,对多个算例进行了静力非线性分析。比较分析了不同振型组合对计算精度的影响,对模态选择的参数进行了研究,提出采用模态质量参与系数进行模态选择的控制,为模态静力非线性分析方法的推广使用提供参考。... 本文应用模态静力非线性分析方法,对多个算例进行了静力非线性分析。比较分析了不同振型组合对计算精度的影响,对模态选择的参数进行了研究,提出采用模态质量参与系数进行模态选择的控制,为模态静力非线性分析方法的推广使用提供参考。另外,分析了结构基本周期对该方法计算精度的影响。 展开更多

关键词 模态静力非线性分析 模态质量参与系数 振型参与系数 模态选择准则

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模态分析在冲击动力学分析中的应用 被引量：13

12

作者 王官祥 汪玉 《噪声与振动控制》 CSCD 2001年第3期10-12,共3页

本文论述了模态分析在冲击动力学分析中的应用 ,对其公式进行了推导 。

关键词 模态分析 冲击 动力学分析 模态质量

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斜拉索杠杆质量减振器理论及模型试验研究 被引量：4

13

作者 王波 汪正兴 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第13期17-22,共6页

为解决斜拉桥跨度增大带来的拉索振动问题,采用杠杆质量减振器(LMD)对斜拉索进行减振。介绍了LMD的构造特性及作用机理,建立了斜拉索-LMD系统振动方程,推导了LMD等效阻尼力模型及LMD与斜拉索各阶模态质量比,并对斜拉索前15阶模态对数衰... 为解决斜拉桥跨度增大带来的拉索振动问题,采用杠杆质量减振器(LMD)对斜拉索进行减振。介绍了LMD的构造特性及作用机理,建立了斜拉索-LMD系统振动方程,推导了LMD等效阻尼力模型及LMD与斜拉索各阶模态质量比,并对斜拉索前15阶模态对数衰减率进行了理论计算及模型试验研究。研究结果表明:LMD由于惯性项、刚度项及阻尼项的三重反馈作用,同时由于杠杆的调节放大作用,其减振效果优于相同安装高度的粘性剪切型阻尼器(VSD)。LMD对桥梁景观影响较小、安装维护方便,可为千米级的斜拉桥拉索减振提供更可靠的解决方案。 展开更多

关键词 斜拉索 杠杆质量减振器 对数衰减率 模态质量比

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斜拉索杠杆质量阻尼器减振性能参数化研究 被引量：4

14

作者 王波 汪正兴 江祥林 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2013年第2期117-123,共7页

为探讨杠杆质量阻尼器(LMD)对超长斜拉索的综合减振效果,推导了斜拉索-LMD系统的状态向量方程及LMD的等效阻尼力模型,求得了斜拉索前15阶模态的对数衰减率。以LMD索夹安装高度位置比、LMD杠杆放大倍数及LMD与斜拉索模态质量比为状态变... 为探讨杠杆质量阻尼器(LMD)对超长斜拉索的综合减振效果,推导了斜拉索-LMD系统的状态向量方程及LMD的等效阻尼力模型,求得了斜拉索前15阶模态的对数衰减率。以LMD索夹安装高度位置比、LMD杠杆放大倍数及LMD与斜拉索模态质量比为状态变量进行了参数化分析及模型试验研究。研究结果表明:LMD由于惯性项、刚度项及阻尼项的三重反馈作用,同时由于杠杆的调节放大作用,其减振效果优于相同安装高度的粘性剪切型阻尼器(VSD)。斜拉索各阶模态的对数衰减率随着LMD索夹安装高度位置比的增加而增大,增大LMD杠杆放大倍数,斜拉索各阶模态对数衰减率随之增大,且所需阻尼参数值减小,随着LMD与斜拉索模态质量比的增大,斜拉索低阶模态与高阶模态对数衰减率增减趋势不一致,存在系统最优模态质量比。LMD综合减振效果较好,可为千米级甚至更大跨度的斜拉桥拉索减振提供有效的解决方案。 展开更多

关键词 斜拉索 杠杆质量阻尼器 对数衰减率 模态质量比

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建筑楼面活荷载的模态测试法 被引量：1

15

作者 陈隽 周戈杰 王鹏程 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期12-19,60,共9页

荷载取值是建筑结构可靠性设计的基础。楼面活荷载作为建筑荷载研究的重要内容,其现场实测及数据积累是统计建模的关键,然而入户称重和问卷调查的传统方式,存在效率低、样本少、可靠性低和时效性差等问题。该研究基于成熟的结构模态测... 荷载取值是建筑结构可靠性设计的基础。楼面活荷载作为建筑荷载研究的重要内容,其现场实测及数据积累是统计建模的关键,然而入户称重和问卷调查的传统方式,存在效率低、样本少、可靠性低和时效性差等问题。该研究基于成熟的结构模态测试技术,提出由楼板模态质量获取楼面活荷载的新思路。首先通过理论证明结合数值试验,说明新方法的可行性,得到八种楼板边界条件下的模态质量到物理质量的转换关系,并给出实测时的具体操作步骤。通过模型试验和房屋实测对方法实用性进行检验,测试应用结果表明,所提方法的平均楼面活荷载测试精度满足荷载测试要求。配合简单的动力激振设备,利用此方法可实现楼面活荷载的便捷、高效检测。 展开更多

关键词 模态测试 模态质量 楼面活荷载 建筑楼板

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一种基于试验模态参数的结构边界条件优化设计方法 被引量：7

16

作者 邬晓敬 肖华 +2 位作者 张伟伟 宋述芳 吕震宙 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期707-712,共6页

针对工程上含有复杂链接机构的结构在有限元建模时边界约束无法准确确定问题,发展了一种基于试验模态参数的结构边界条件优化设计方法,将模态试验和计算模态分析相结合,通过基于遗传算法的多目标优化方法,以试验模态的频率和振型参数为... 针对工程上含有复杂链接机构的结构在有限元建模时边界约束无法准确确定问题,发展了一种基于试验模态参数的结构边界条件优化设计方法,将模态试验和计算模态分析相结合,通过基于遗传算法的多目标优化方法,以试验模态的频率和振型参数为优化目标,通过调整边界约束得到准确的有限元模型,获取准确的质量信息。通过一个有试验数据的三维空气舵算例,验证了该方法的可行性并达到了修正试验质量参数的效果。 展开更多

关键词 模态分析 边界条件优化 遗传算法 多目标优化 模态振型 模态质量

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基于动态质量分析的飞行器结构振动试验载荷与环境条件分析 被引量：3

17

作者 毛玉明 林剑锋 +1 位作者 刘靖华 舒忠平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期1-5,共5页

提出了一种飞行器地面振动试验状态的界面载荷和条件分析方法,该方法基于结构动态质量计算,既能根据给定的振动试验条件计算飞行器界面载荷,又能够根据飞行试验状态的结构设计载荷修正地面振动试验条件,使得主结构不会因过试验而造成结... 提出了一种飞行器地面振动试验状态的界面载荷和条件分析方法,该方法基于结构动态质量计算,既能根据给定的振动试验条件计算飞行器界面载荷,又能够根据飞行试验状态的结构设计载荷修正地面振动试验条件,使得主结构不会因过试验而造成结构破坏。另外,该方法可以由目前的单自由度结构振动分析,推广到多自由度复合振动载荷环境分析。数值仿真表明,该方法可以有效地应用于地面试验状态载荷环境分析和控制,便于应用于实际工程。 展开更多

关键词 地面振动试验 耦合载荷分析 动态质量分析 模态有效质量

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100 m X-BOW型极地探险邮轮局部振动控制

18

作者 刘甄真 江国和 《上海海事大学学报》 北大核心 2024年第1期92-97,共6页

为提高乘客舒适度,利用调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)对100 m X-BOW型极地探险邮轮的局部振动进行控制。建立邮轮的有限元模型,进行整船频响分析,通过比较仿真值与测试值间的误差,验证模型的有效性。根据整体模态等价质量求解... 为提高乘客舒适度,利用调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)对100 m X-BOW型极地探险邮轮的局部振动进行控制。建立邮轮的有限元模型,进行整船频响分析,通过比较仿真值与测试值间的误差,验证模型的有效性。根据整体模态等价质量求解方法和局部模态质量的空间分布原则,提出混合模态中单个局部模态等价质量的求解方法,利用该方法求解邮轮局部振动区域的等价质量;利用该等价质量计算TMD的质量比;基于该质量比,求解出对应的TMD参数最优解。通过分析可知,当质量比为0.05时,TMD在13.4 Hz处具有31 dB的吸振效果,同时在10 Hz和18.8 Hz处也有一定的吸振效果,分别为3 dB和2 dB,整体控制频段较平坦,鲁棒性也较佳。 展开更多

关键词 极地探险邮轮 频响分析 模态等价质量 调谐质量阻尼器(TMD) 质量比

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动态设计分析方法的舰船甲板设备垂向冲击环境分析 被引量：8

19

作者 姜涛 由文立 +1 位作者 李建林 王伟力 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期33-36,共4页

应用动态设计分析方法(DDAM),考核了水面舰艇四联装反舰导弹发射装置垂向抗冲击性能。建立了水面舰艇水下非接触爆炸物理模型,计算不同工况下水面舰艇甲板设备垂向响应及反应谱。应用板理论建立舰船甲板一阶等效动力模型。结合甲板设备... 应用动态设计分析方法(DDAM),考核了水面舰艇四联装反舰导弹发射装置垂向抗冲击性能。建立了水面舰艇水下非接触爆炸物理模型,计算不同工况下水面舰艇甲板设备垂向响应及反应谱。应用板理论建立舰船甲板一阶等效动力模型。结合甲板设备反应谱与舰船甲板等效动力模型,采用联邦德国军舰建造规范BV 043/85规定的正负三角波作为加载波形,计算得到不同安装质量甲板设备的冲击反应谱设计谱值。结果表明,DDAM规定的舰船设备冲击环境与1 000 kg TNT当量装药,水下距舰船60~100 m远爆炸产生的冲击环境相当。同时,依据我国舰艇自身的特点,设计了不同工况下,不同安装质量设备的舰船甲板设备垂向设计谱值。得到的设计谱规律正确,数值合理。 展开更多

关键词 动态设计分析方法 模态质量 舰船设备 抗冲击

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汽车动力吸振器优化设计 被引量：17

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作者 李勇 顾彦 靳春梅 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2011年第6期123-126,共4页

研究主要目的有二:其一,推导单动力吸振器和双动力吸振器解析解,建立吸振器数学模型;其二,建立动力吸振器设计方法,作为动力吸振器参数设计选用之依据。另一方面,根据吸振器数学模型,编写吸振器设计工具,并对吸振器质量、刚度和阻尼参... 研究主要目的有二:其一,推导单动力吸振器和双动力吸振器解析解,建立吸振器数学模型;其二,建立动力吸振器设计方法,作为动力吸振器参数设计选用之依据。另一方面,根据吸振器数学模型,编写吸振器设计工具,并对吸振器质量、刚度和阻尼参数进行优化设计。最后,根据设计结果,试做汽车半轴合适之吸振器,并以实车进行测试。测试结果显示,安装试制吸振器后,实车振动噪声皆有显著改善。实用表明,利用吸振器解析解可快速对吸振器参数进行优化设计,避免传统吸振器数值仿真之繁复工作。 展开更多

关键词 振动与波 吸振器 模态质量 吸振设计

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