整体式涡轮盘结构阻尼比精确测量方法

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作者 闫松 雷征 +1 位作者 李祎 张志伟 《火箭推进》 北大核心 2025年第2期125-131,共7页

整体式涡轮盘的结构动特性是进行颤振和受迫响应问题分析的前提,当气动阻尼为负时,整体式涡轮盘的结构阻尼虽然小,但却是唯一的能量耗散源。为了精确测量涡轮盘的各阶阻尼比,采集了力锤敲击下涡轮盘的自由衰减曲线,使用快速傅里叶变换(F... 整体式涡轮盘的结构动特性是进行颤振和受迫响应问题分析的前提,当气动阻尼为负时,整体式涡轮盘的结构阻尼虽然小,但却是唯一的能量耗散源。为了精确测量涡轮盘的各阶阻尼比,采集了力锤敲击下涡轮盘的自由衰减曲线,使用快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)对测得的时域曲线进行变换,识别峰值频率,确定感兴趣的频段,采用线性调频Z变换(Chirp Z-transform,CZT)法对该特定频段进行频谱细化,通过插值得到峰值频率对应的幅值下降3 dB的频率,基于半功率带宽法计算涡轮盘的各阶阻尼比,得到涡轮盘的前五阶阻尼比分别是6.6×10^(-4)、4.8×10^(-4)、1.3×10^(-3)、4.5×10^(-4)和6.5×10^(-4)。研究结果表明:基于CZT的半功率带宽法解决了传统快速傅里叶变换方法进行涡轮盘阻尼辨识频率分辨率不足的问题,可以获得低至10^(-4)量级的结构各阶阻尼比。 展开更多

关键词 涡轮盘 结构阻尼比 颤振 半功率带宽法

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相关分析在结构阻尼比时域衰减法测量中的应用 被引量：4

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作者 翁震平 席亦农 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第4期657-661,共5页

如何准确地测量结构阻尼比,特别是在高频段模态密集区的结构阻尼比一直是一个悬而未决的问题,传统的频域半功率带宽法和时域衰减法由于各自的局限性而无法得到理想的结果。文中将相关分析应用于时域衰减法测量结构阻尼比的数据处理中,... 如何准确地测量结构阻尼比,特别是在高频段模态密集区的结构阻尼比一直是一个悬而未决的问题,传统的频域半功率带宽法和时域衰减法由于各自的局限性而无法得到理想的结果。文中将相关分析应用于时域衰减法测量结构阻尼比的数据处理中,通过仿真计算,成功地将激励频率下的结构振动响应从混合有噪声和其它干扰频率成份的测量信号中提取出来,并准确地计算出激励频率下的结构阻尼比。该方法可应用于结构阻尼比的时域衰减法测量中。 展开更多

关键词 结构阻尼比 时域衰减法 自相关函数 互相关函数

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风电机组混合塔架结构阻尼比的研究 被引量：3

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作者 郝二通 李祎 胡玉龙 《可再生能源》 CAS 北大核心 2018年第11期1704-1710,共7页

混合塔架作为风电机组广泛应用的一种高塔架形式,其结构模态阻尼比精度对塔架载荷和成本有着重要影响。基于以材料阻尼比作为输入求解风电机组混合塔架结构阻尼比的有限元分析方法,计算出140 m混合塔架第1阶模态阻尼比为0.96%。为验证... 混合塔架作为风电机组广泛应用的一种高塔架形式,其结构模态阻尼比精度对塔架载荷和成本有着重要影响。基于以材料阻尼比作为输入求解风电机组混合塔架结构阻尼比的有限元分析方法,计算出140 m混合塔架第1阶模态阻尼比为0.96%。为验证该方法的正确性,通过测量阻尼性能差异较大的有机玻璃单件、钢板单件的材料阻尼比,以及有机玻璃与钢板组件的模态阻尼比,以测量的材料阻尼比作为输入开展了有机玻璃与钢板组件模态阻尼比的有限元分析。有限元求解与试验测试的1阶模态阻尼比结果分别为0.570%和0.589%,两者相差3.33%。结果表明,以材料阻尼比作为输入计算混合塔架模态阻尼比的有限元分析方法是正确的。 展开更多

关键词 风电机组 混合塔架 结构阻尼比 材料阻尼比 模态试验 模态参数识别

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消能减震结构设计的阻尼比研究 被引量：16

4

作者 刘文锋 李建峰 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2005年第2期80-84,共5页

阻尼比是消能减震结构设计的重要参数,对消能减震结构设计具有决定性影响。消能减震结构设计中阻尼是时变参数,消能减震结构是非经典阻尼结构。采用复模态设计方法、强解耦振型分解法、基于变形能的等效阻尼法三种方法分别对不同情况的... 阻尼比是消能减震结构设计的重要参数,对消能减震结构设计具有决定性影响。消能减震结构设计中阻尼是时变参数,消能减震结构是非经典阻尼结构。采用复模态设计方法、强解耦振型分解法、基于变形能的等效阻尼法三种方法分别对不同情况的消能减震结构阻尼比进行研究,得到选择消能减震设计方法和不同方法计算精度的规律,对消能减震结构设计具有参考价值。 展开更多

关键词 结构设计 消能减震设计 减震结构 振型分解法 结构阻尼比 时变参数 阻尼结构 设计方法 参考价值 决定性 非经典 复模态 阻尼法 变形能

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应用VMD与Teager能量算子的结构模态系统辨识 被引量：6

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作者 靳行 林建辉 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期544-551,670-671,共10页

针对变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)参数选择对结构模态特征识别的影响,应用VMD和Teager能量算子(Teager energy operator,简称TEO)提出了一种新的结构系统辨识方法,根据VMD层数参量K的变化寻找稳定的极点,用于... 针对变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)参数选择对结构模态特征识别的影响,应用VMD和Teager能量算子(Teager energy operator,简称TEO)提出了一种新的结构系统辨识方法,根据VMD层数参量K的变化寻找稳定的极点,用于识别结构模态特性。为了满足TEO对单分量的要求,采用VMD方法将振动信号分解成不同尺度的细节信号(band-limited intrinsic mode function,简称BIMF)。对BIMF使用TEO法估计固有频率与阻尼比,使用层数参量K时形成的稳态极点判断真实结构模态系统参数,去除虚假分量。进行了数值和实验验证,并与传统方法进行比较,结果表明,所提出的方法在传统模态分析与环境激励的模态分析均为有效、准确且可行的。 展开更多

关键词 模态频率 结构阻尼比 模态参数 变分模态分解 TEAGER能量算子

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圆形阻尼层合板的拓扑优化设计及其实验验证 被引量：2

6

作者 刘远东 尹益辉 +1 位作者 胡文军 许茂 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第22期76-79,共4页

以阻尼材料用量为约束,以最大化结构损耗因子为目标,利用有限元方法实现圆形阻尼层合板的拓扑优化设计。对优化前、后的圆形阻尼层合板进行振动实验,测试结果表明优化后结构阻尼比是优化前的1.3倍。基于结构阻尼比与单位体积结构损耗因... 以阻尼材料用量为约束,以最大化结构损耗因子为目标,利用有限元方法实现圆形阻尼层合板的拓扑优化设计。对优化前、后的圆形阻尼层合板进行振动实验,测试结果表明优化后结构阻尼比是优化前的1.3倍。基于结构阻尼比与单位体积结构损耗因子均表示结构件标准化阻尼能力及单调变化相同的特性,以实测结构阻尼比表征单位体积结构损耗因子,验证结构拓扑优化设计的有效性。即优化设计圆形阻尼层合板构型能有效地降低阻尼层的用量,提高阻尼层的利用率,增强结构的阻尼特性。 展开更多

关键词 圆形阻尼层合板 拓扑优化 标准化阻尼能力 单位体积的结构损耗因子 结构阻尼比

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单层柱面网壳的粘滞阻尼器减振分析 被引量：15

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作者 范峰 沈世钊 《世界地震工程》 CSCD 2003年第2期27-32,共6页

采用粘滞阻尼器减振系统对单层柱面网壳的减振效果进行了较为系统的分析,分别考虑了阻尼系数C0、结构自身阻尼比ζ、屋面质量和结构自身刚度对结构减振系数δ的影响,同时考察了设置阻尼器的数目以及阻尼器的位置的影响。通过较大规模参... 采用粘滞阻尼器减振系统对单层柱面网壳的减振效果进行了较为系统的分析,分别考虑了阻尼系数C0、结构自身阻尼比ζ、屋面质量和结构自身刚度对结构减振系数δ的影响,同时考察了设置阻尼器的数目以及阻尼器的位置的影响。通过较大规模参数化分析,基本了解了粘滞阻尼器减振系统在单层柱面网壳中的减振规律。 展开更多

关键词 单层柱面网壳 粘滞阻尼器 减振分析 阻尼系数 屋面质量 结构自身阻尼比

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二维圆柱涡激振动的数值模拟 被引量：18

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作者 何长江 段忠东 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2008年第1期57-63,共7页

采用动网格的动态层铺模型和滑移网格模型以及用户自定义接口编程,将计算结构响应的Newmark-β代码嵌入FLU-ENT软件,建立了2D圆柱横流向涡激振动（VIV）的计算模型。在雷诺数6×10^3～2×10^4或对应的约化速度Vr=3～10范围内,结... 采用动网格的动态层铺模型和滑移网格模型以及用户自定义接口编程,将计算结构响应的Newmark-β代码嵌入FLU-ENT软件,建立了2D圆柱横流向涡激振动（VIV）的计算模型。在雷诺数6×10^3～2×10^4或对应的约化速度Vr=3～10范围内,结合k-ω湍流模型,并且以静止圆柱为初始状态,首先计算了质量比m^＊=12.8、255.5和结构阻尼比ζ=0.0%、0.5%几种情况下圆柱的VIV。通过与经典的Feng-type图示比较发现,在小“组合参数”（m^＊ ζ）情况下,计算结果与实验的“初始”支和最大响应吻合较好,同时观察到“初始”支与“下”支之间的“跳跃”现象。通过另外两组工况的计算发现,m^＊与ζ对圆柱振幅的影响不同,前者是完全非线性的,而后者几乎是线性的。 展开更多

关键词 涡激振动 数值模拟 质量比 结构阻尼比

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基于脉冲频响函数的MATLAB动力方程求解方法 被引量：4

9

作者 马乐为 吴敏哲 谢异同 《世界地震工程》 CSCD 2003年第2期168-171,共4页

提出一种基于脉冲频响函数并利用MATLAB求解的方法,由于脉冲频响函数利用卷积公式进行动力微分方法计算,因此,从理论上讲,它适合于任意外力下的动力方程求解,同时,MATLAB又提供了卷积函数conv,所以,在MATLAB下求解动力方程将变得十分容易。

关键词 脉冲频响函数 MATLAB动力方程 求解方法 卷积公式 反应谱 地震波 结构阻尼比 自振频率

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近断层地震动作用下摩擦摆隔震体系的参数研究 被引量：3

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作者 荣强 张兴 吴东 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2017年第2期85-92,共8页

首先以多自由度体系为研究对象,对近断层地震动作用下FPS隔震体系的地震响应进行分析。分析表明,随着摩擦系数的增大隔震支座位移显著减小,而顶层加速度峰值先逐渐减小达到最小值而后又逐渐增大。然后以摩擦摆隔震支座耗散的地震能量最... 首先以多自由度体系为研究对象,对近断层地震动作用下FPS隔震体系的地震响应进行分析。分析表明,随着摩擦系数的增大隔震支座位移显著减小,而顶层加速度峰值先逐渐减小达到最小值而后又逐渐增大。然后以摩擦摆隔震支座耗散的地震能量最大为目标函数,以顶层加速度峰值和隔震支座最大位移为约束条件,对FPS隔震体系的参数进行优化。研究表明,在近断层地震动作用下FPS隔震体系摩擦系数的最优取值范围为0.08~0.12,最优摩擦系数随着隔震周期的增大而略微增大,随着质量比和上部结构基本周期的增大最优摩擦系数的取值可稍偏小,上部结构阻尼比的变化对最优摩擦系数的取值范围影响较小。 展开更多

关键词 近断层地震动 FPS隔震体系 摩擦系数 隔震周期 质量比 上部结构阻尼比

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基于EMD和能量算子的模态参数识别在行星齿轮箱中的应用 被引量：16

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作者 李康强 冯志鹏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1-8,共8页

针对行星齿轮箱模态试验下多自由度、低频、密频的模态参数识别问题,提出一种将经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)与能量算子(Energy Operator,EO)相结合的模态参数识别方法。为了定阶模态和满足能量算子对单分量的要求,... 针对行星齿轮箱模态试验下多自由度、低频、密频的模态参数识别问题,提出一种将经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)与能量算子(Energy Operator,EO)相结合的模态参数识别方法。为了定阶模态和满足能量算子对单分量的要求,采用EMD方法将振动信号分解成多个固有模式函数(Intrinsic Mode Function,IMF)。对各个IMF利用高阶能量算子估算频率,计算各IMF与原信号的相关性并根据频率判断阶次及去除虚假分量。由于阻尼比本质就是反映能量衰减,而能量算子能够追踪系统能量,结合二者提出半周期能量算子法估算模态阻尼比。分析了仿真信号和模态试验信号,并与传统方法进行对比分析,实验结果表明,该方法能有效提取行星齿轮箱各阶次的模态参数,验证了方法的有效性与可行性。 展开更多

关键词 模态频率 结构阻尼比 能量算子 行星齿轮箱

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混流式水轮发电机组横向振动动力响应分析 被引量：2

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作者 朱毅 赖喜德 张惟斌 《中国农村水利水电》 北大核心 2011年第12期151-155,共5页

建立了考虑作用于转子与转轮上不平衡力的大型水轮发电机组振动计算模型,以某混流式水轮发电机组为例,采用有限元法对机组转动部分的动力响应进行了计算和分析,主要讨论了不平衡力的相位差、结构阻尼比、导轴承刚度和转动频率对机组动... 建立了考虑作用于转子与转轮上不平衡力的大型水轮发电机组振动计算模型,以某混流式水轮发电机组为例,采用有限元法对机组转动部分的动力响应进行了计算和分析,主要讨论了不平衡力的相位差、结构阻尼比、导轴承刚度和转动频率对机组动力响应的影响,在刚性支撑模型基础上改变不平衡力的相位差,在弹性支撑模型基础上改变结构阻尼比和各个导轴承刚度进行了分析比较。计算结果表明不平衡力的相位差、结构阻尼比、导轴承刚度和转动频率对机组动力响应都有着不同程度的影响,为减小机组振动以及优化水轮发电机组支撑结构提供了参考。 展开更多

关键词 水轮发电机组 相位差 结构阻尼比 导轴承刚度 谐响应

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龙门式平面磨床电主轴传动装置动态特性分析 被引量：3

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作者 商远杰 林建中 +2 位作者 刘献军 黄海涛 王伟荣 《制造技术与机床》 北大核心 2014年第2期43-47,52,共6页

以某龙门式高精密光学玻璃平面磨床电主轴传动装置为研究对象,应用弹簧阻尼单元模拟静压轴承,建立电主轴传动装置的有限元模型,分析其动态特性。首先,采用不同的弹簧阻尼单元刚度值,得到静压轴承刚度的变化对电主轴传动装置模态分析的... 以某龙门式高精密光学玻璃平面磨床电主轴传动装置为研究对象,应用弹簧阻尼单元模拟静压轴承,建立电主轴传动装置的有限元模型,分析其动态特性。首先,采用不同的弹簧阻尼单元刚度值,得到静压轴承刚度的变化对电主轴传动装置模态分析的影响特点。其次,调整装置整体结构阻尼比值和静压轴承刚度,对电主轴传动装置进行谐响应分析,得到结构阻尼比、轴承刚度对装置谐响应峰值及动刚度的影响特点。结果表明结构阻尼比、轴承刚度对靠近砂轮处机构的动刚度影响显著,改进此处的阻尼及采用单油腔刚度达到300 N/μm的四油腔静压轴承有利于增大装置动刚度,减小振动幅度,提高加工精度。 展开更多

关键词 电主轴 有限元 轴承刚度 结构阻尼比 动刚度

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海洋桩基平台地震随机响应分析 被引量：2

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作者 张立福 罗传信 《海洋工程》 CSCD 北大核心 1992年第3期74-81,共8页

本文应用地震随机响应分析理论,研究了海洋桩基平台地震随机响应分析方法。该分析方法将强地面运动视为三向平稳白噪声随机过程,同时考虑了桩土相互作用和水与结构的耦联作用。应用该方法对一典型平台进行了计算,并与现行的响应谱法进... 本文应用地震随机响应分析理论,研究了海洋桩基平台地震随机响应分析方法。该分析方法将强地面运动视为三向平稳白噪声随机过程,同时考虑了桩土相互作用和水与结构的耦联作用。应用该方法对一典型平台进行了计算,并与现行的响应谱法进行了比较,从而验证了本文所述方法的适用性。 展开更多

关键词 随机响应 桩基平台 桩土相互作用 振型 功率谱密度函数 耦联 结构阻尼比 位移响应 强地面运动 响应分析

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中日欧桥梁抗风设计规范涡激振动对比研究 被引量：9

15

作者 敬大德 李朝平 苏益 《世界桥梁》 北大核心 2022年第5期55-60,共6页

为深入了解不同规范中桥梁涡激振动的相关规定以指导桥梁抗风设计,对中国、日本和欧洲桥梁抗风设计规范中的涡激振动相关条文进行对比研究。首先对比了3种规范的结构阻尼、起振风速、涡激振动振幅和允许振幅的取值或计算方法,在此基础上... 为深入了解不同规范中桥梁涡激振动的相关规定以指导桥梁抗风设计,对中国、日本和欧洲桥梁抗风设计规范中的涡激振动相关条文进行对比研究。首先对比了3种规范的结构阻尼、起振风速、涡激振动振幅和允许振幅的取值或计算方法,在此基础上,以日本东京湾海峡大桥为背景,按照3种规范计算了该桥涡激振动起振风速、振幅及允许振幅,并与实测结果进行对比。结果表明:3种规范的桥梁结构阻尼比取值接近,中国规范的钢-混组合结构或混凝土结构阻尼比取值大于其它规范;中国、日本规范和欧洲规范分别采用结构振动位移和运动加速度为指标计算主梁涡激振动允许振幅,当主梁基频较低时,采用欧洲规范可能会低估涡激振动对桥梁的影响;3种规范均可较为准确地预测主梁涡激振动的起振风速,但可能会低估涡激振动振幅。3种规范仅适用于200 m或300 m跨度以下的桥梁,对于大跨度桥梁需结合位移和加速度等多项指标评价涡激振动的影响。 展开更多

关键词 桥梁工程 涡激振动 结构阻尼比 起振风速 涡激振动响应 允许振幅 抗风设计 规范对比

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