制动力作用下车辆-车站结构耦合系统分析 被引量：21

1

作者 张楠 夏禾 +1 位作者 程潜 G.De Roeck 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期138-143,共6页

研究制动力作用下车辆-结构耦合系统的分析方法。以刚体动力学方法建立车辆子系统模型,以振型叠加法建立结构子系统模型,以给定的制动加速度时程、简化的Kalker蠕滑理论和轮轨密贴假定分别定义纵向、横向和竖向轮轨间相互作用力,采用时... 研究制动力作用下车辆-结构耦合系统的分析方法。以刚体动力学方法建立车辆子系统模型,以振型叠加法建立结构子系统模型,以给定的制动加速度时程、简化的Kalker蠕滑理论和轮轨密贴假定分别定义纵向、横向和竖向轮轨间相互作用力,采用时程积分和时间步内的力-运动状态迭代方式求解运动方程。作为算例,研究了深圳地铁4号线、6号线列车制动于深圳北站时车辆-结构动力耦合系统的动力响应,并对车站结构关键部位的振动状态做出了分析和评价。 展开更多

关键词 车辆-结构耦合系统 地铁列车 车站结构 制动力

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声场-结构耦合系统灵敏度分析及优化设计研究 被引量：9

2

作者 陈钢 赵国忠 顾元宪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期86-89,共4页

给出了低频声-结构耦合系统的有限元方程,并在此基础上提出声-结构耦合系统的包含尺寸和形状设计变量的优化设计模型,建立基于灵敏度分析求解的优化设计方法,重点推导了耦合系统的特征频率和声压级响应关于设计变量的灵敏度方程。在JIFE... 给出了低频声-结构耦合系统的有限元方程,并在此基础上提出声-结构耦合系统的包含尺寸和形状设计变量的优化设计模型,建立基于灵敏度分析求解的优化设计方法,重点推导了耦合系统的特征频率和声压级响应关于设计变量的灵敏度方程。在JIFEX软件中实现上述理论和算法,并通过灵敏度比较和优化设计的数值算例,进一步说明该研究方法对声结构耦合系统的工程设计具有实用意义。 展开更多

关键词 灵敏度分析 优化 声-结构耦合系统

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声场-结构耦合系统特征值敏度研究 被引量：1

3

作者 张军 兆文忠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期106-108,共3页

基于有限元模型分析了声场-结构耦合系统的左、右特征向量关系式,证明声场-结构耦合系统左特征向量可用右特征向量的分量来表示,基于此分析推导出声场-结构耦合系统的特征值敏度表达式。以一矩形声场-结构耦合系统为实例进行计算,基于Na... 基于有限元模型分析了声场-结构耦合系统的左、右特征向量关系式,证明声场-结构耦合系统左特征向量可用右特征向量的分量来表示,基于此分析推导出声场-结构耦合系统的特征值敏度表达式。以一矩形声场-结构耦合系统为实例进行计算,基于Nastran对声场-结构耦合系统进行模态分析,用其内部的DAMP语言编程计算了特征值敏度。结果验证了该方法的有效性及正确性。 展开更多

关键词 特征向量 特征值 敏度 有限元 声场-结构耦合系统

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密闭腔体声-结构耦合系统的动力灵敏度分析 被引量：5

4

作者 孙淦云 王跃方 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期550-554,共5页

以密闭空腔为对象,开展了声-结构耦合系统的动力分析和灵敏度计算,为系统性态优化设计提供理论和算法基础。分别把结构和声场进行离散化,推导了声-结构耦合系统的有限元方程,求解了耦合系统的频率和声压级响应。在此基础上,以结构尺寸... 以密闭空腔为对象,开展了声-结构耦合系统的动力分析和灵敏度计算,为系统性态优化设计提供理论和算法基础。分别把结构和声场进行离散化,推导了声-结构耦合系统的有限元方程,求解了耦合系统的频率和声压级响应。在此基础上,以结构尺寸为设计变量,计算了耦合系统的固有频率和声压级响应的灵敏度,解决了声-结构耦合系统动力灵敏度的数值算法问题。 展开更多

关键词 声-结构耦合系统 有限元 动力学 灵敏度

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声结构耦合系统双材料模型的拓扑优化设计 被引量：2

5

作者 商林源 赵国忠 陈刚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期192-198,共7页

基于微结构设计域法,并结合伴随法与放松形式准则法,研究了针对声结构耦合系统的双材料拓扑优化方法。提出并详细地推导了声压级关于拓扑变量的伴随灵敏度分析公式。推导了一种放松形式的最优准则法,并应用到声结构耦合问题的优化求解... 基于微结构设计域法,并结合伴随法与放松形式准则法,研究了针对声结构耦合系统的双材料拓扑优化方法。提出并详细地推导了声压级关于拓扑变量的伴随灵敏度分析公式。推导了一种放松形式的最优准则法,并应用到声结构耦合问题的优化求解中。数值算例证明了在求解声结构耦合问题中,伴随灵敏度分析方法具有高精度,高效率的特点;放松形式的最优准则法具有收敛快速,迭代稳定的优点。数值结果说明文中提出的拓扑优化方法能有效降低结构内部的噪声,验证了方法的正确性。 展开更多

关键词 声结构耦合系统 拓扑优化 伴随法 最优准则 双材料模型

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竖向近断层地震下隔震结构-非结构系统耦合控制研究 被引量：3

6

作者 刘德稳 赵洁 刘阳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第22期130-136,177,共8页

竖向近断层地震动作用下易造成隔震结构内部非结构系统产生地震响应放大现象。为研究近断层地震动下隔震结构-内部非结构的动力反应控制机理,建立了竖向地震动下隔震结构-内部非结构耦合系统分析模型。采用非线性时程反应分析方法分析... 竖向近断层地震动作用下易造成隔震结构内部非结构系统产生地震响应放大现象。为研究近断层地震动下隔震结构-内部非结构的动力反应控制机理,建立了竖向地震动下隔震结构-内部非结构耦合系统分析模型。采用非线性时程反应分析方法分析了附加竖向准零刚度系统的非结构元件的响应控制效果。基于能量分析方法建立了竖向近断层地震动作用下隔震结构-内部非结构耦合系统能量平衡方程。研究结果表明对于不同自振频率的隔震系统,当采用竖向准零刚度对非结构元件进行地震响应控制时,减震效果较好。有控系统的竖向弹性恢复能和阻尼耗能要大于无控结构,通过选取合适的阻尼比可有效控制非结构元件的地震响应。 展开更多

关键词 竖向近断层地震动 隔震结构-非结构耦合系统 地震响应控制

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结构-声场耦合系统区间鲁棒优化设计 被引量：3

7

作者 王冲 邱志平 +1 位作者 吴迪 王晓军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第17期8-13,共6页

以工程中普遍存在的结构-声场耦合系统为研究对象,充分考虑系统本身及外载荷的不确定性,基于区间理论建立了含有非概率不确定参数的区间有限元分析方法及区间鲁棒优化模型。首先,利用区间对不确定性参数进行定量化描述,借助泰勒展式提... 以工程中普遍存在的结构-声场耦合系统为研究对象,充分考虑系统本身及外载荷的不确定性,基于区间理论建立了含有非概率不确定参数的区间有限元分析方法及区间鲁棒优化模型。首先,利用区间对不确定性参数进行定量化描述,借助泰勒展式提出了求解耦合系统响应范围的区间有限元分析方法。然后,引入鲁棒优化设计的思想,基于区间序关系和区间可能度,分别建立了含区间参数目标函数和约束条件的转换模型,原区间不确定性优化问题就转化为确定性的多目标优化问题。最后通过数值算例,进一步说明了该鲁棒优化设计模型及算法的有效性。 展开更多

关键词 结构声场耦合系统 不确定优化 区间鲁棒 区间有限元

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结构声腔耦合系统振型耦合机理在车内噪声控制中的应用(英文) 被引量：3

8

作者 董红亮 邓兆祥 高书娜 《汽车工程学报》 2011年第4期248-253,共6页

研究了乘用车结构声腔耦合系统的振型耦合机理,并介绍了其在车内噪声控制中的应用。建立了结构声腔耦合系统并进行了试验验证。计算车内噪声传函,发现50Hz处有一明显峰值。为分析该峰值产生的原因,采用数值方法计算了耦合系统的振型耦... 研究了乘用车结构声腔耦合系统的振型耦合机理,并介绍了其在车内噪声控制中的应用。建立了结构声腔耦合系统并进行了试验验证。计算车内噪声传函,发现50Hz处有一明显峰值。为分析该峰值产生的原因,采用数值方法计算了耦合系统的振型耦合系数(MSCC),发现该峰值主要是由于第1阶声腔模态和第15阶结构模态耦合产生的。基于上述分析,通过车身结构修改,降低了振型耦合系数,最终车内噪声传递在50Hz处取得了5dB的降噪效果。 展开更多

关键词 振型耦合机理 结构声腔耦合系统 车内噪声 有限元法(FEM)

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结构声腔耦合系统频率耦合机理探讨 被引量：2

9

作者 邓兆祥 高书娜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第14期11-15,共5页

给出结构和声腔耦合系统的振型耦合特点,选择几阶典型结构声腔模态,计算分析耦合系统固有频率的分布特性;分析论证耦合系统固有频率的主导特性判断准则;基于该准则深入分析耦合系统固有频率的主导特性,从而揭示结构声腔的频率耦合机理。

关键词 结构声腔耦合系统 振型耦合系数 耦合频率分布特性 耦合频率主导特性

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基于耦合系统环境振动试验的结构和TMD参数识别 被引量：9

10

作者 温青 华旭刚 +2 位作者 王修勇 陈政清 孙洪鑫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期193-198,220,共7页

为了实现TMD现场调试,提出了一种通过测试结构-TMD耦合系统的环境振动响应,识别结构模态频率、阻尼比和模态质量以及TMD的频率和阻尼比的方法。该方法通过测试环境激励下结构和TMD的响应,采用随机子空间算法,评估离散状态矩阵;将离散状... 为了实现TMD现场调试,提出了一种通过测试结构-TMD耦合系统的环境振动响应,识别结构模态频率、阻尼比和模态质量以及TMD的频率和阻尼比的方法。该方法通过测试环境激励下结构和TMD的响应,采用随机子空间算法,评估离散状态矩阵;将离散状态矩阵减缩和转化成单自由度结构和TMD耦合连续状态矩阵;并根据连续状态矩阵评估质量比、结构和TMD的固有频率和阻尼比。数值仿真分析结果发现:①该方法可行且识别结果精度高;②该方法适用于多模态振动结构。单层框架试验研究验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 参数识别 结构-调谐质量阻尼器耦合系统 环境振动测试 随机子空间法

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结构声腔耦合系统的振型耦合机理研究(英文) 被引量：1

11

作者 高书娜 邓兆祥 《汽车工程学报》 2011年第4期348-354,共7页

轿车车内200Hz以下的低频噪声非常恼人,它主要是由结构振动引起的,所以研究结构声腔的耦合机理非常重要。而结构声腔的耦合主要包括振型耦合以及频率耦合两个方面,其中振型耦合可用振型耦合系数描述。首先基于腔内声压计算公式,获得了... 轿车车内200Hz以下的低频噪声非常恼人,它主要是由结构振动引起的,所以研究结构声腔的耦合机理非常重要。而结构声腔的耦合主要包括振型耦合以及频率耦合两个方面,其中振型耦合可用振型耦合系数描述。首先基于腔内声压计算公式,获得了仅适用于规则结构或者声腔的振型耦合系数的解析计算公式。而对于不规则对象,推导并验证了一种振型耦合系数的新的数值计算方法。然后重点分析了某简单结构声腔耦合系统的振型耦合系数特征,发现结构声腔的振型相似系数和振型复杂系数是影响振型耦合系数的关键,振型相似系数越高、振型复杂系数越低,则振型耦合系数越大、结构声腔耦合程度越强,这就是某简单结构声腔耦合系统的振型耦合机理。 展开更多

关键词 车内噪声 结构声腔耦合系统 振型相似系数 振型复杂系数 有限元法(FEM)

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μ_(-synthesis)方法在结构—声耦合系统鲁棒控制中的应用

12

作者 胡如夫 崔仲华 +1 位作者 李普 陈南 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期111-115,共5页

以在工程中普遍存在的封闭空间结构—声耦合系统为对象,基于鲁棒结构奇异值理论,建立了结构—声耦合系统鲁棒主动控制模型,提出了设计鲁棒-μsynthesis控制器的方法:通过引入虚拟的不确定块,将耦合系统响应性能的问题转化为广义系统的... 以在工程中普遍存在的封闭空间结构—声耦合系统为对象,基于鲁棒结构奇异值理论,建立了结构—声耦合系统鲁棒主动控制模型,提出了设计鲁棒-μsynthesis控制器的方法:通过引入虚拟的不确定块,将耦合系统响应性能的问题转化为广义系统的稳定鲁棒性问题,采用标准D-K迭代法求解该增量系统的稳定鲁棒控制器。封闭空间结构—声耦合系统的控制仿真表明,同鲁棒H∞控制结果相比,-μsynthesis方法对模型不确定性具有良好的稳定鲁棒性和性能鲁棒性。同以往的研究相比,新意在于应用-μsynthesis方法设计了结构—声耦合系统鲁棒控制器,以克服H∞控制器的不足。 展开更多

关键词 自动控制技术 结构-声耦合系统 μ-synthesis 鲁棒控制 有源结构声控制

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结构声场耦合系统力激励频率响应有限元分析

13

作者 张军 张维英 兆文忠 《船海工程》 2003年第5期24-26,共3页

分析一平面结构声场耦合系统在力激励下的频率响应,给出声场内具有峰值声压时声场声压分布形状及结构振型,对二者的关系进行了分析,实例分析表明,在力激励下声场内最大声压值出现在结构模态频率附近,声场内具有最大声压值时其声压分布... 分析一平面结构声场耦合系统在力激励下的频率响应,给出声场内具有峰值声压时声场声压分布形状及结构振型,对二者的关系进行了分析,实例分析表明,在力激励下声场内最大声压值出现在结构模态频率附近,声场内具有最大声压值时其声压分布具有对称性。 展开更多

关键词 结构声场耦合系统 有限元分析 频率响应 声压分布 结构振型 声波方程

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结构-波浪-海床耦合系统动力有限元分析

14

作者 唐云 任增金 《水运工程》 北大核心 2006年第5期8-11,33,共5页

基于MSC.Marc软件平台,建立了结构-波浪-海床耦合系统的有限元计算模型,并通过二次开发,成功地将土动力学中广泛用于计算土体在动荷载作用下响应的等效线性算法引入软件中,对模型进行了动力计算,考察了此类结构在动力荷载下的响应。

关键词 结构-波浪-海床耦合系统 等效线性算法 土动力学

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含区间参数的结构-声耦合系统摄动分析方法 被引量：3

15

作者 牛明涛 李昌盛 陈利源 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期194-198,共5页

针对实际工程中普遍存在的结构-声耦合系统,充分考虑系统本身及外载荷不确定性,基于摄动理论建立一阶及高阶参数摄动两种区间分析方法。从耦合系统有限元平衡方程出发,引入区间变量对系统不确定参数进行定量化描述。据传统的一阶Taylor... 针对实际工程中普遍存在的结构-声耦合系统,充分考虑系统本身及外载荷不确定性,基于摄动理论建立一阶及高阶参数摄动两种区间分析方法。从耦合系统有限元平衡方程出发,引入区间变量对系统不确定参数进行定量化描述。据传统的一阶Taylor展式及摄动理论,可快速估算系统响应区间上下界。高阶区间参数摄动分析方法除采用改进的Taylor展式对区间矩阵、向量近似估算外,亦保留Neumann级数中部分高阶项,可有效提高响应范围的计算精度。以长方体密闭舱室为研究对象,将计算结果与传统蒙特卡洛方法对比,充分验证所提数值计算方法求解含区间参数结构-声耦合问题的可行性、有效性。 展开更多

关键词 结构-声耦合系统 区间不确定性 区间参数摄动方法 Neumann级数

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热结构瞬态响应的耦合灵敏度分析方法与优化设计 被引量：12

16

作者 顾元宪 刘涛 +1 位作者 亢战 赵国忠 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期37-42,共6页

研究结构瞬态热变形和热应力的灵敏度分析方法及其优化设计,灵敏度计算给出了直接法和伴随法两种算法.考虑了温度场的耦合作用,在直接法中需要计算温度场对设计变量的导数,在伴随法中需要计算热载荷对温度场的导数.数值算例验证了该方... 研究结构瞬态热变形和热应力的灵敏度分析方法及其优化设计,灵敏度计算给出了直接法和伴随法两种算法.考虑了温度场的耦合作用,在直接法中需要计算温度场对设计变量的导数,在伴随法中需要计算热载荷对温度场的导数.数值算例验证了该方法的精度.伴随法在应用程序中的实现,为大型结构优化提供了高效率的灵敏度计算方法. 展开更多

关键词 瞬态响应 耦合灵敏度 热应力 直接法 伴随法 温度场 结构耦合系统 热传导 临界点约束处理

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波浪作用下结构-海床耦合系统失稳破坏机理的数值探究

17

作者 李桦 张鑫 《水道港口》 2014年第6期589-594,共6页

为探究波浪作用下结构-海床耦合系统的失稳破坏机理,建立能模拟此破坏情况的计算模型,文章在设置接触面情况下,将循环荷载作用下饱和粘土不排水抗剪强度模型及动孔压模型引入等效线性化计算模型,并对该耦合系统进行动力分析计算,计算结... 为探究波浪作用下结构-海床耦合系统的失稳破坏机理,建立能模拟此破坏情况的计算模型,文章在设置接触面情况下,将循环荷载作用下饱和粘土不排水抗剪强度模型及动孔压模型引入等效线性化计算模型,并对该耦合系统进行动力分析计算,计算结果更准确地反映了土体的塑性变形积累和强度衰退随循环荷载周期的变化,并且与模型实验的观测结果更接近。 展开更多

关键词 结构-海床耦合系统 动荷载 粘土 动孔压模型 接触面

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二维含裂纹结构与声耦合问题研究

18

作者 吴国荣 钟伟芳 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期101-105,共5页

应用分形有限元方法结合边界元方法研究了二维含裂纹结构和声耦合问题.采用二级分形有限元方法对含裂纹的弹性结构体进行离散处理,这样可以使得自由度数大大地减少;无限大外域声场的计算使用边界元方法,可以自动满足无穷远辐射条件.数... 应用分形有限元方法结合边界元方法研究了二维含裂纹结构和声耦合问题.采用二级分形有限元方法对含裂纹的弹性结构体进行离散处理,这样可以使得自由度数大大地减少;无限大外域声场的计算使用边界元方法,可以自动满足无穷远辐射条件.数值仿真算例结果表明:结构声耦合系统的共振频率随着裂纹深度的增加而下降;裂纹附近的声场所受的影响较为明显. 展开更多

关键词 结构声耦合系统 共振频率 裂纹结构 有限元 边界元 声波辐射 声波散射 分形

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基于拓扑优化的声学结构材料分布设计 被引量：16

19

作者 杜建镔 宋先凯 董立立 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期306-315,共10页

针对结构的声学设计问题进行研究,通过优化两种不同的材料在结构设计域内的拓扑分布来最小化谐振结构所产生的声场中指定参考面/参考域内的声压.在研究中假定结构为线弹性小变形结构,材料阻尼为Rayleigh阻尼,声学介质为无黏、可压缩、... 针对结构的声学设计问题进行研究,通过优化两种不同的材料在结构设计域内的拓扑分布来最小化谐振结构所产生的声场中指定参考面/参考域内的声压.在研究中假定结构为线弹性小变形结构,材料阻尼为Rayleigh阻尼,声学介质为无黏、可压缩、小扰动流体.对结构响应采用有限元格式进行计算,对声场采用基于Helmholtz积分的边界元格式进行计算,由于声场在无穷远自由边界的无反射条件在边界积分中能自动得到满足,该格式特别适合于具有开放边界的声场计算.建立了结构有限元-声场边界元格式的耦合系统拓扑优化模型,导出了耦合系统敏感度分析的一般格式及伴随格式.数值算例验证了所提出的结构-声学耦合系统优化方法的有效性和可靠性,并揭示了基于声学准则的拓扑优化结果的有关特性. 展开更多

关键词 边界积分 结构声学耦合系统 拓扑优化 敏感度分析 伴随方法

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基于灵敏度分析的结构-声学鲁棒优化设计 被引量：3

20

作者 王冲 邱志平 +1 位作者 王晓军 吴迪 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期512-516,共5页

针对工程中普遍存在的结构-声场耦合系统,充分考虑系统本身及外载荷的不确定性,提出了求解系统响应范围的区间有限元分析方法及鲁棒优化设计模型.从耦合系统的平衡方程出发,利用中心差分方法得到了系统响应的灵敏度计算公式.引入区间变... 针对工程中普遍存在的结构-声场耦合系统,充分考虑系统本身及外载荷的不确定性,提出了求解系统响应范围的区间有限元分析方法及鲁棒优化设计模型.从耦合系统的平衡方程出发,利用中心差分方法得到了系统响应的灵敏度计算公式.引入区间变量来表征信息不足的不确定参数,借助一阶泰勒展式,可以快速估算系统响应的区间上下界.在结构鲁棒优化设计过程中,通过引入灵敏度指标,将原不确定单目标优化问题转化为确定的多目标优化问题.为保证结构性能更加稳定,利用区间可能度刻画约束条件的鲁棒性.数值算例通过某弹舱模型弹性板厚度的优化设计,验证了所建立的鲁棒优化模型及算法的有效性. 展开更多

关键词 结构-声耦合系统 不确定性 灵敏度 区间有限元 鲁棒优化

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