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基于虚拟激励法的人⁃桥⁃MTMD竖向耦合振动分析及其减振优化设计
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作者 温金龙 李阳 +2 位作者 汪志昊 陈爱玖 胡明祎 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期794-802,共9页
为建立考虑人⁃结构竖向相互作用的人行桥MTMD减振优化设计方法,通过模拟行人单自由度质量⁃弹簧⁃阻尼(MSD)模型参数的随机性,基于虚拟激励法求解了随机人群⁃人行桥⁃MTMD耦合系统的竖向振动响应;分析了人⁃结构竖向相互作用对人行桥TMD减... 为建立考虑人⁃结构竖向相互作用的人行桥MTMD减振优化设计方法,通过模拟行人单自由度质量⁃弹簧⁃阻尼(MSD)模型参数的随机性,基于虚拟激励法求解了随机人群⁃人行桥⁃MTMD耦合系统的竖向振动响应;分析了人⁃结构竖向相互作用对人行桥TMD减振效果的影响规律;基于随机人群⁃人行桥⁃MTMD耦合系统的加速度传递函数H2范数与响应面优化,建立了考虑人⁃结构竖向相互作用的人行桥MTMD减振优化设计方法。结果表明:本文计算方法避免了大量非线性时程分析,可高效获得耦合系统振动响应的功率谱和均方根值;人⁃结构竖向相互作用使得TMD失谐效应显著,人群密度由0.25人/m^(2)增至1.25人/m^(2),TMD(质量比为3%)减振率下降37.19%;考虑人⁃结构竖向相互作用的人行桥MTMD优化设计方法对人行桥加速度响应减振率均值达到70%以上。 展开更多
关键词 人⁃结构竖向相互作用 人行桥 随机人群 MTMD减振 虚拟激励
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基于虚拟激励法的磁浮车桥耦合系统随机振动分析 被引量:5
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作者 刘伟 赵春发 +2 位作者 娄会彬 冯洋 彭也也 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期823-831,共9页
为探讨随机轨道不平顺作用下中低速磁浮列车和桥梁的动力响应,将虚拟激励法引入磁浮车桥振动分析中,提出中低速磁浮车辆-悬浮控制系统-桥梁耦合系统随机振动分析方法.将中低速磁浮列车简化为弹簧阻尼器连接的多刚体,悬浮系统中电流使用... 为探讨随机轨道不平顺作用下中低速磁浮列车和桥梁的动力响应,将虚拟激励法引入磁浮车桥振动分析中,提出中低速磁浮车辆-悬浮控制系统-桥梁耦合系统随机振动分析方法.将中低速磁浮列车简化为弹簧阻尼器连接的多刚体,悬浮系统中电流使用比例-微分(PD)控制方法进行主动控制,采用有限元方法对桥梁进行建模,将随机轨道不平顺转换为一系列简谐波构成的虚拟激励;编制中低速磁浮车桥动力系统随机振动分析程序,自动生成系统随机振动方程,利用分离迭代方法对磁浮车辆控制方程和桥梁动力方程进行求解计算.研究结果表明:虚拟激励法能够高效计算中低速磁浮车桥系统随机动力响应,其计算效率约为蒙特卡洛方法的1/11,基于虚拟激励法能够获得中低速磁浮车桥动力系统均值、标准差和时变功率谱密度等统计结果. 展开更多
关键词 磁浮车辆 车桥相互作用 随机振动 虚拟激励
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基于虚拟激励法的大跨度桥梁非平稳随机振动分析闭合解 被引量:2
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作者 赵岩 张亚辉 林家浩 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期202-208,共7页
针对大跨度结构考虑地面空间运动的非一致地震响应分析问题,结合虚拟激励法,应用傅里叶分析建立了结构非平稳随机振动响应演变功率谱分析的频域方法。建立的方法完全基于频域执行,给出了响应演变功率谱的闭合解表达式。由于实现了确定... 针对大跨度结构考虑地面空间运动的非一致地震响应分析问题,结合虚拟激励法,应用傅里叶分析建立了结构非平稳随机振动响应演变功率谱分析的频域方法。建立的方法完全基于频域执行,给出了响应演变功率谱的闭合解表达式。由于实现了确定性调制过程与随机过程的有效分离,应用离散傅里叶变换进行计算不需要较高的采样分析频率就可以获得较好精度的数值结果。数值算例研究了某斜拉桥的考虑地面运动空间效应非平稳随机地震响应,与通常时频分析方法进行对比,验证了本文频域方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 多点输入 非平稳 随机振动 虚拟激励 闭合解
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基于虚拟储能的电动汽车充放电调度策略及激励评价 被引量:1
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作者 陈朔 胡昊 +5 位作者 方慧敏 王海伟 陈小龙 梅成成 朱佳男 艾芊 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第3期732-741,共10页
为应对大规模电动汽车并网带来的多重挑战,充分发挥电动汽车的调度特性,基于虚拟储能聚合体仿真模型优化电动汽车充放电调度,采用复合权重评价电动汽车的充电激励,建立灵活负荷参与配电网调度框架,构建二阶锥松弛最优潮流模型,制定充放... 为应对大规模电动汽车并网带来的多重挑战,充分发挥电动汽车的调度特性,基于虚拟储能聚合体仿真模型优化电动汽车充放电调度,采用复合权重评价电动汽车的充电激励,建立灵活负荷参与配电网调度框架,构建二阶锥松弛最优潮流模型,制定充放电调度策略。根据电动汽车灵活性和系统稳定性衡量其贡献大小,并通过模糊推理系统模拟用户的充电意愿,实现对电动汽车充电的引导和优化。仿真结果表明:该方法能够充分挖掘电动汽车的需求响应潜力,提高系统运行经济性。 展开更多
关键词 电动汽车 虚拟储能 综合评价 激励机制 需求响应
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虚拟激励法在国内外工程界的应用回顾与展望 被引量:76
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作者 林家浩 张亚辉 赵岩 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2017年第1期1-31,共31页
《随机振动的虚拟激励法》自1985年正式发表以来,逐渐得到许多工程领域的认可和采用,解决了很多重要而困难的工程问题.该方法不但被国内某些工程规范所推荐,而且被3种国际工程手册成章刊载,在国际上亦占有了一席之地.该文是笔者参考了... 《随机振动的虚拟激励法》自1985年正式发表以来,逐渐得到许多工程领域的认可和采用,解决了很多重要而困难的工程问题.该方法不但被国内某些工程规范所推荐,而且被3种国际工程手册成章刊载,在国际上亦占有了一席之地.该文是笔者参考了数百篇国内外论文,依据其中一部分在11个工程领域对虚拟激励法的应用和一些学者的评论所撰写的综述.借以让更多工程技术人员和研究者对虚拟激励法有较为全面的了解,以结合各自工程领域更有效地开展对随机振动理论和方法研究成果的应用和发展. 展开更多
关键词 随机振动 虚拟激励 工程应用
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多维多点虚拟激励法在ANSYS中的应用 被引量:17
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作者 贾宏宇 郑史雄 陈冠桦 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2012年第4期7-12,共6页
为了进一步推广多维多点虚拟激励法在工程中的应用,以通用有限元软件ANSYS谐分析模块为平台,在结构有限元模型各支撑处激励方向上置大质量块后,直接将地震虚拟激励荷载施加于大质量块上,运用绝对位移直接求解运动方程。与传统虚拟激励... 为了进一步推广多维多点虚拟激励法在工程中的应用,以通用有限元软件ANSYS谐分析模块为平台,在结构有限元模型各支撑处激励方向上置大质量块后,直接将地震虚拟激励荷载施加于大质量块上,运用绝对位移直接求解运动方程。与传统虚拟激励法相比,该法不必将绝对位移分解为拟静力位移项和动力相对位移项,避免了求解静力影响矩阵的繁琐,能更高效地实现多自由度大跨结构多维多点虚拟激励荷载在通用有限元软件中的输入与分析,而且不需要编制专门的计算程序,使得工程师更容易接受和运用。 展开更多
关键词 虚拟激励 多维多点 绝对位移 静力影响矩阵 虚拟激励荷载
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车辆随机振动功率谱分析的虚拟激励法概述 被引量:29
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作者 赵岩 张亚辉 林家浩 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第2期107-117,共11页
车辆受到路面或轨道不平度激励会产生随机振动,对这类随机振动进行快速有效的分析对于提高车辆性能具有非常重要的意义.而这类随机振动的分析,历来都只能将车辆模拟为自由度很低的弹簧质量体系,其计算精度难于保证.特别在需要计算疲劳... 车辆受到路面或轨道不平度激励会产生随机振动,对这类随机振动进行快速有效的分析对于提高车辆性能具有非常重要的意义.而这类随机振动的分析,历来都只能将车辆模拟为自由度很低的弹簧质量体系,其计算精度难于保证.特别在需要计算疲劳应力集中的情况,需要使用网格很密的有限元模型,计算困难就更为突出.此外,在考虑多个车轮受到路面随机激励时,就更难应用效率相对较高的频域分析来计算车辆的随机振动;而只能借助于一条或几条路面不平度样本,让车轮在上面移动,借助数值积分工具而粗略地得到随机响应的统计特性.效率很低而且精度不高.虚拟激励法对于克服上述困难具有很好的效果;目前已在我国的汽车、火车、磁浮列车等领域获得日益广泛的应用.该文对此作一概略的叙述. 展开更多
关键词 车辆 随机振动 虚拟激励 功率谱
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实用多点输入虚拟激励法在通用有限元软件中的实现 被引量:18
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作者 江洋 石永久 王元清 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2010年第1期46-52,共7页
虚拟激励法是高效便捷的随机振动分析方法,可用于地震多点输入随机响应分析,但现有通用有限元软件无法直接实现多点输入虚拟激励法。首先将虚拟激励法改进为更实用的形式,使其便于编程实现,然后借助有限元软件ANSYS的二次开发功能实现... 虚拟激励法是高效便捷的随机振动分析方法,可用于地震多点输入随机响应分析,但现有通用有限元软件无法直接实现多点输入虚拟激励法。首先将虚拟激励法改进为更实用的形式,使其便于编程实现,然后借助有限元软件ANSYS的二次开发功能实现了多点输入虚拟激励法在ANSYS中的应用,扩展了ANSYS在地震多点输入计算领域的功能,也为地震多点输入研究提供了更为简便有效的计算平台。对一简单模型多点输入的理论解析解和ANSYS计算结果进行比较,验证了该实现方法的准确性和可行性。 展开更多
关键词 虚拟激励 多点输入 ANSYS 二次开发
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虚拟激励法及在汽车振动分析中的应用 被引量:14
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作者 李杰 秦玉英 +1 位作者 赵旗 张伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第3期281-285,共5页
为了在汽车振动分析中推广虚拟激励法,以易于理解的方式对虚拟激励法的基本理论进行了论述。根据路面激励的统计特征,应用虚拟激励法建立了汽车前轮和后轮的虚拟路面激励。基于虚拟激励法,推导了1/2汽车四自由度系统振动的频率响应特性... 为了在汽车振动分析中推广虚拟激励法,以易于理解的方式对虚拟激励法的基本理论进行了论述。根据路面激励的统计特征,应用虚拟激励法建立了汽车前轮和后轮的虚拟路面激励。基于虚拟激励法,推导了1/2汽车四自由度系统振动的频率响应特性,建立了求取汽车系统振动响应量及其功率谱密度的公式,给出了求解汽车振动响应量功率谱密度的算例。结果表明:在对1/2汽车四自由度系统进行振动分析时,虚拟激励法是比傅里叶分析方法更简单的方法。 展开更多
关键词 虚拟激励 汽车振动 路面激励 1/2汽车四自由度系统
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多点虚拟激励法在整车随机振动分析中的应用 被引量:9
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作者 李杰 秦玉英 赵旗 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期254-257,269,共5页
建立了9自由度整车模型,从理论上论述了多点虚拟激励法。构造了路面对整车的路面虚拟激励,求取了汽车虚拟振动响应量,并由此算出了汽车真实振动响应量的功率谱密度。结果表明,虚拟激励法在汽车随机振动分析中的应用和傅里叶分析方法同... 建立了9自由度整车模型,从理论上论述了多点虚拟激励法。构造了路面对整车的路面虚拟激励,求取了汽车虚拟振动响应量,并由此算出了汽车真实振动响应量的功率谱密度。结果表明,虚拟激励法在汽车随机振动分析中的应用和傅里叶分析方法同样有效,却简单得多。 展开更多
关键词 随机振动 路面虚拟激励 整车模型 功率谱密度 多点虚拟激励
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基于虚拟激励法的空间网格结构风致抖振响应分析 被引量:13
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作者 陈贤川 赵阳 董石麟 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期684-689,共6页
基于虚拟激励法理论,推导了空间网格结构的抖振响应计算公式,公式中自动包含了激励之间的非完全相关性、振型之间耦合项的贡献。根据虚拟激励法直接求解出位移均方根的特点,推导了适用于多振型参振的脉动风等效静力荷载及相应的荷载风... 基于虚拟激励法理论,推导了空间网格结构的抖振响应计算公式,公式中自动包含了激励之间的非完全相关性、振型之间耦合项的贡献。根据虚拟激励法直接求解出位移均方根的特点,推导了适用于多振型参振的脉动风等效静力荷载及相应的荷载风振系数计算公式。在此基础上,利用Matlab编制了相应的计算程序,并进行了算例验证与分析。算例分析验证了本文理论及程序的正确性,也表明本文方法具有很高的计算效率。本文工作为进一步系统研究大跨网格结构的风振随机响应打下了良好的基础。 展开更多
关键词 虚拟激励 空间网格结构 抖振 风振系数
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虚拟激励法及其在汽车随机振动应用中的探讨 被引量:13
12
作者 李杰 秦玉英 +1 位作者 赵旗 张伟 《汽车技术》 北大核心 2007年第7期24-27,共4页
论述了虚拟激励法,为探讨其应用于汽车随机振动的可行性,构造了虚拟路面激励。以1/4汽车单自由度振动系统为对象,由虚拟激励法推导出系统和振动响应量的频率响应特性,提出了求取系统振动响应量功率谱密度的新方法,给出了应用虚拟激励法... 论述了虚拟激励法,为探讨其应用于汽车随机振动的可行性,构造了虚拟路面激励。以1/4汽车单自由度振动系统为对象,由虚拟激励法推导出系统和振动响应量的频率响应特性,提出了求取系统振动响应量功率谱密度的新方法,给出了应用虚拟激励法求解汽车随机振动的计算实例。结果表明,虚拟激励法是比傅里叶分析方法更为简便的时频研究方法。 展开更多
关键词 汽车 随机振动 平顺性 虚拟激励
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平稳随机振动荷载识别的逆虚拟激励法(二) 被引量:17
13
作者 智浩 郭杏林 林家浩 《计算力学学报》 CAS CSCD 1998年第4期395-400,共6页
本文将逆虚拟激励法(IPEM)用于求解平稳随机振动的荷载谱识别问题。已知部分结构应变(或部分应变及部分位移)响应的自谱与互谱,反求多点激励间的自谱与互谱。
关键词 随机振动 荷载识别 反问题 虚拟激励
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基于虚拟激励法的轨道车辆垂向振动响应分析 被引量:18
14
作者 孟建军 杨泽青 +1 位作者 蒲光华 胥如迅 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期89-94,共6页
针对传统的随机振动分析方法计算复杂、计算量大的问题,提出采用虚拟激励法求解轨道车辆的垂向振动响应,建立某型车辆的垂向动力学模型,求解车辆的垂向振动响应并验证模型的正确性。与传统求解方法的计算结果比较表明,虚拟激励法适合于... 针对传统的随机振动分析方法计算复杂、计算量大的问题,提出采用虚拟激励法求解轨道车辆的垂向振动响应,建立某型车辆的垂向动力学模型,求解车辆的垂向振动响应并验证模型的正确性。与传统求解方法的计算结果比较表明,虚拟激励法适合于求解车辆的垂向振动响应,并且计算简单。在频域内对车辆垂向振动响应的分析表明:随着车辆运行速度的提高,车体、前后转向架以及一位轮对的垂向加速度的功率谱密度和振动主频均增大,轮对的垂向振动经一系悬挂传到转向架,再经二系悬挂传到车体,其振动频率f降低,振动幅值迅速减小,传到车体上时振动已变得很弱;f>5Hz时,车体、前后转向架和一位轮对垂向加速度的功率谱密度均随着一系阻尼器两端橡胶节点刚度与一系弹簧刚度比值的增大而增加,尤其是车体和前后转向架的垂向加速度的功率谱密度变化更为明显,因此降低橡胶节点的刚度有利于提高车辆运行的平稳性。 展开更多
关键词 虚拟激励 轨道车辆 垂向振动 轨道高低不平顺 随机振动 功率谱密度
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基于虚拟激励法的军用汽车随机振动分析 被引量:12
15
作者 李杰 王文竹 +1 位作者 赵旗 张初旭 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期368-372,共5页
为进行军用汽车随机振动分析,建立了1/2汽车5自由度军用汽车振动分析模型,基于虚拟激励法推导了汽车随机振动分析的公式,给出了吸收功率的国际单位制表示,确定了军用汽车随机振动分析的主指标和辅助指标,应用MATLAB开发了军用汽车随机... 为进行军用汽车随机振动分析,建立了1/2汽车5自由度军用汽车振动分析模型,基于虚拟激励法推导了汽车随机振动分析的公式,给出了吸收功率的国际单位制表示,确定了军用汽车随机振动分析的主指标和辅助指标,应用MATLAB开发了军用汽车随机振动分析软件,研究了某军用汽车的随机振动。结果表明,基于虚拟激励法的军用汽车随机振动分析,结果与传统方法基本一致,但方法更简便与通用。 展开更多
关键词 军用汽车 随机振动 虚拟激励 建模与仿真 吸收功率
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非平稳多维多点虚拟激励法的快速模拟方法 被引量:8
16
作者 贾宏宇 郑史雄 +2 位作者 阳栋 洪浩 罗楠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第18期108-112,132,共6页
为研究实际地震动非平稳性与空间效应的快速模拟方法,运用绝对位移直接求解非平稳多维多点虚拟激励法,不必将绝对位移分解为拟静力位移项及动力相对位移项,避免求解静力影响矩阵的繁琐;将非平稳激励响应转换为一系列确定性外力作用下运... 为研究实际地震动非平稳性与空间效应的快速模拟方法,运用绝对位移直接求解非平稳多维多点虚拟激励法,不必将绝对位移分解为拟静力位移项及动力相对位移项,避免求解静力影响矩阵的繁琐;将非平稳激励响应转换为一系列确定性外力作用下运动方程瞬态解,以有限元软件ANSYS瞬态分析模块为平台,在结构有限元模型各支撑处激励方向设置大质量块后,直接将地震虚拟激励荷载施加于大质量块,实现绝对位移求解动力方程,提高随机振动响应计算效率,高效地在通用有限元软件中实现多维多点非平稳虚拟激励法,避免自编程序的繁琐,简化实现方法,使多维多点非平稳虚拟激励法在理论及工程应用中获得进一步拓展。 展开更多
关键词 虚拟激励 多维多点 非平稳性 绝对位移 静力影响矩阵
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多点输入下大跨空间索结构的虚拟激励法 被引量:14
17
作者 孙建梅 叶继红 程文瀼 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期107-110,119,共5页
采用虚拟激励法分析大跨空间索结构的随机地震响应,从结构节点位移响应方差和加速度功率谱两个方面考查了一致输入与非一致输入下结构响应的差异,得出了一些重要结论。同时,计算还表明虚拟激励法是一种高效且精确的方法,对于分析振型密... 采用虚拟激励法分析大跨空间索结构的随机地震响应,从结构节点位移响应方差和加速度功率谱两个方面考查了一致输入与非一致输入下结构响应的差异,得出了一些重要结论。同时,计算还表明虚拟激励法是一种高效且精确的方法,对于分析振型密集的大跨空间索结构在多点输入下的地震响应是很适合的。 展开更多
关键词 大跨空间索结构 虚拟激励 一致输入 非一致输入
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基于虚拟激励法的框架-摇摆刚架结构体系的动力可靠度研究 被引量:6
18
作者 李慧 刘迪 +1 位作者 杜永峰 李春锋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第23期170-174,共5页
针对框架结构的受力特点,采用增设摇摆刚架的抗震设计方法。以某6层框架结构作为研究对象,建立结构体系的计算模型,并将状态空间与虚拟激励法相结合,求解结构的平稳随机响应;以所得随机响应计算框架-摇摆刚架体系的动力可靠度,探讨了多... 针对框架结构的受力特点,采用增设摇摆刚架的抗震设计方法。以某6层框架结构作为研究对象,建立结构体系的计算模型,并将状态空间与虚拟激励法相结合,求解结构的平稳随机响应;以所得随机响应计算框架-摇摆刚架体系的动力可靠度,探讨了多遇地震作用下不同刚度比的摇摆刚架对结构体系动力可靠度的影响。结果表明:通过增设不同刚度比的摇摆钢框架,可以有效降低结构体系各层及整体结构的条件失效概率,为工程设计和研究提供一些参考。 展开更多
关键词 摇摆刚架结构 虚拟激励 动力可靠度
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基于虚拟激励法的变速行驶车辆振动分析 被引量:15
19
作者 彭献 刘晓晖 文桂林 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期37-41,共5页
在虚拟激励法的基础上,建立了人车路垂向动力学模型和道路虚拟输入模型,推导了车辆非匀速行驶的时-空频率关系,得到了车辆非平稳响应的瞬时功率谱,应用Mathematic语言编制了四分之一人车模型的仿真程序,以简化模型为例,考察了变速车辆... 在虚拟激励法的基础上,建立了人车路垂向动力学模型和道路虚拟输入模型,推导了车辆非匀速行驶的时-空频率关系,得到了车辆非平稳响应的瞬时功率谱,应用Mathematic语言编制了四分之一人车模型的仿真程序,以简化模型为例,考察了变速车辆行驶的平顺性.数值仿真结果表明,虚拟激励法用于求解车辆振动响应,尤其是用于非平稳随机输入下的车辆振动分析,简便快捷,省时省力,能很好地反映汽车乘坐舒适性. 展开更多
关键词 振动分析 非平稳随机振动 虚拟激励 瞬时功率谱 路面输入随机响应
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受控结构风振响应分析的广义虚拟激励法(英文) 被引量:4
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作者 张文首 于骁 岳前进 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期20-24,共5页
基于复模态分析和虚拟激励法,提出了用于具有密集频率和非经典阻尼受控结构风振响应分析的广义虚拟激励法。该法可以考虑任意风谱和空间相关性以及模态耦合效应,且计算效率很高。不同于SRSS法,该算法包含了全部参振模态之间和全部激励... 基于复模态分析和虚拟激励法,提出了用于具有密集频率和非经典阻尼受控结构风振响应分析的广义虚拟激励法。该法可以考虑任意风谱和空间相关性以及模态耦合效应,且计算效率很高。不同于SRSS法,该算法包含了全部参振模态之间和全部激励点之间的相关性,在理论上是精确解。 展开更多
关键词 广义虚拟激励 激励 随机响应 振动控制
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