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基于谱几何法的车辆-轨道结构频域振动分析
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作者 吴神花 雷晓燕 余翠英 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期101-109,共9页
为研究车辆-轨道结构全频域振动问题,基于谱几何法构建了车辆-无砟轨道结构耦合系统动力学模型与算法,应用Rayleigh-Ritz法推导了轨道结构谱几何单元刚度矩阵、阻尼矩阵、质量矩阵、单元之间的耦合虚拟弹簧刚度矩阵及轮轨耦合刚度矩阵,... 为研究车辆-轨道结构全频域振动问题,基于谱几何法构建了车辆-无砟轨道结构耦合系统动力学模型与算法,应用Rayleigh-Ritz法推导了轨道结构谱几何单元刚度矩阵、阻尼矩阵、质量矩阵、单元之间的耦合虚拟弹簧刚度矩阵及轮轨耦合刚度矩阵,求解了车辆-轨道结构耦合系统动力学谱几何法方程,得到了车辆-轨道结构全频域内振动响应,分析了轨道结构单元尺寸对收敛性和计算效率的影响,讨论了钢轨、轨道板、底座板虚拟弹簧刚度系数取值范围。通过与有限元法对比,验证了谱几何法的正确性和高效性。作为应用实例,分析了在轨道随机不平顺激励下车辆-轨道结构耦合系统的振动响应。研究结果表明:在保证计算精度的前提下,谱几何法可以采用大的轨道结构单元尺寸计算,而有限元法的轨道结构单元尺寸更小,因此谱几何法的计算效率远大于有限元法的;当轨道结构单元尺寸取3.25 m和6.50 m时,谱几何法的计算效率较高,可作为谱几何法分析车辆-轨道结构耦合系统动力学问题的参考单元尺寸;钢轨、轨道板、底座板虚拟弹簧刚度的合理取值为大于或等于其对应构件抗弯刚度的10~5倍;车体、转向架位移幅频曲线交替出现众多峰值和谷值,为车辆系统四个轮对间轨道不平顺激励相位差所致;车体、转向架垂向位移幅频曲线谷值处频率分别对应车辆“定距滤波”和“轴距滤波”频率。研究成果为求解全频域内车辆-轨道结构耦合系统动力学问题提供了另一种高效、精确的数值方法,为车辆-轨道结构系统减振分析和设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 谱几何 车辆-轨道结构耦合系统 无砟轨道结构 全频域 虚拟弹簧
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FGP梁非线性振动的谱几何⁃增量谐波平衡解法
2
作者 钟锐 王瑞华 王青山 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期731-738,共8页
针对含几何非线性因素的功能梯度多孔(FGP)梁动力学问题,提出一种谱几何⁃增量谐波平衡法(SGM⁃IHBM)研究其非线性振动特性。根据von Karman理论获得梁结构的几何非线性应变⁃位移关系,基于Timoshenko理论推导FGP梁的拉格朗日能量泛函。使... 针对含几何非线性因素的功能梯度多孔(FGP)梁动力学问题,提出一种谱几何⁃增量谐波平衡法(SGM⁃IHBM)研究其非线性振动特性。根据von Karman理论获得梁结构的几何非线性应变⁃位移关系,基于Timoshenko理论推导FGP梁的拉格朗日能量泛函。使用谱几何级数表征梁结构的各位移分量,并引入线性模态分量建立FGP梁的非线性降阶方程,进而采用增量谐波平衡(IHB)法追踪FGP梁降阶模型的动力学响应解。通过SGM⁃IHBM解与文献解的对比验证了本文非线性模型的正确性,进而分析了孔隙率、厚度、激励幅值等对FGP梁非线性振动特性的影响。 展开更多
关键词 非线性振动 FGP梁 谱几何 增量谐波平衡法
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C^*—代数中两个正定元的谱几何平均 被引量:4
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作者 曹怀信 成波 宁刚 《陕西师大学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 1999年第2期6-9,共4页
引入并研究了C*-代数中两个正定元a与b的谱几何平均f(a,b),给出了f(a,b)的各种表达形式和它的一系列重要性质.特别证明了:f(a,b)是a与b的对称函数;f(a,b)的谱σ(f(a,b))等于σ(ab)的平... 引入并研究了C*-代数中两个正定元a与b的谱几何平均f(a,b),给出了f(a,b)的各种表达形式和它的一系列重要性质.特别证明了:f(a,b)是a与b的对称函数;f(a,b)的谱σ(f(a,b))等于σ(ab)的平方根;当a与b交换时,f(a。 展开更多
关键词 C^*-代数 正定元 谱几何平均
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基于谱几何法的耦合板结构固有振动特性分析 被引量:2
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作者 石先杰 李春丽 任龙龙 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第A01期165-169,共5页
以耦合板结构为研究对象,建立结构振动特性分析模型,利用人工虚拟弹簧技术模拟结构边界条件及耦合效应,并通过调整弹簧刚度系数模拟任意边界条件及耦合条件。考虑板结构弯曲、面内振动及耦合边界处的耦合效应,采用谱几何法(Spectro-Geom... 以耦合板结构为研究对象,建立结构振动特性分析模型,利用人工虚拟弹簧技术模拟结构边界条件及耦合效应,并通过调整弹簧刚度系数模拟任意边界条件及耦合条件。考虑板结构弯曲、面内振动及耦合边界处的耦合效应,采用谱几何法(Spectro-Geometric Method,SGM)对弯曲振动位移和面内振动位移函数进行描述,可以克服传统傅里叶级数在整个求解区域内周期展开时在边界上存在的不连续或者跳跃现象。应用Hamliton原理从能量的角度推导获得表征耦合板振动特性的离散动力学方程,求解得到耦合板结构的自由振动特性。通过不同数值算例,并与有限元法计算结果进行对比,验证了文中方法的正确性。 展开更多
关键词 振动与波 耦合板 谱几何 振动分析 任意边界条件
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基于离散流形调和基的保特征谱几何处理方法 被引量:1
5
作者 秦红星 洪小洋 孙颖 《计算机工程与设计》 北大核心 2015年第7期1829-1834,共6页
提出一种离散点云的Laplace算子的估计方法,利用离散化积分以及空间Voronoi图来构造拉普拉斯算子。为使Voronoi图近似更加精确,考虑在切空间投影生成Voronoi图时引入法向约束,相对于直接在切空间中构造Voronoi图,在切空间中生成的各向异... 提出一种离散点云的Laplace算子的估计方法,利用离散化积分以及空间Voronoi图来构造拉普拉斯算子。为使Voronoi图近似更加精确,考虑在切空间投影生成Voronoi图时引入法向约束,相对于直接在切空间中构造Voronoi图,在切空间中生成的各向异性Voronoi图在近似精度上更加逼近于曲面流形上的Voronoi图。几何滤波、骨架提取等实验结果表明,该离散Laplace-Beltrami算子在局部特征的保持上效果更加明显,收敛速度更加迅速。 展开更多
关键词 谱几何处理 骨架提取 Laplace-Beltrami算子 VORONOI图 离散点云
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热环境下功能梯度环板的谱几何法自由振动解 被引量:3
6
作者 石先杰 左朋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期1-7,22,共8页
采用谱几何法建立了热环境下功能梯度环板自由振动分析模型。首先,在该模型中假设材料特性与温度相关,且沿结构厚度方向呈现连续梯度变化;其次,通过在边界处设置不同类型的边界弹簧来模拟任意边界条件,并且基于一阶剪切变形理论推导出... 采用谱几何法建立了热环境下功能梯度环板自由振动分析模型。首先,在该模型中假设材料特性与温度相关,且沿结构厚度方向呈现连续梯度变化;其次,通过在边界处设置不同类型的边界弹簧来模拟任意边界条件,并且基于一阶剪切变形理论推导出热环境下功能梯度环板结构的能量方程;然后,利用谱几何法和傅里叶正余弦函数来描述结构位移容许函数,进而采用Rayleigh-Ritz法获得功能梯度环板结构热振特性分析理论模型。通过热环境下功能梯度环板频率特性对比算例发现,该模型具有良好的计算准确性,并且适用于多种边界条件。最后,给出功能梯度环板结构的参数化研究,研究结果表明,环境温度、边界条件、梯度指数的变化均会对结构的热振特性产生影响。 展开更多
关键词 功能梯度环板 热环境 自由振动 谱几何
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算子广义谱几何平均的若干结果
7
作者 陆丽华 姜健飞 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期139-143,共5页
1997年Fiedler和Ptak定义和研究了正定矩阵间的谱几何平均F(A,B),并给出了相关性质.这里构造的正算子间的广义谱几何平均Eα(A,B)进一步延续和拓展了Fiedler和Ptak的理论,并且通过古田不等式得到一系列比谱几何平均F(A,B)更为一般的结果.
关键词 希尔伯特空间 正算子 谱几何平均 广义谱几何平均 FURUTA不等式
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关于全实极小子流形的谱几何 被引量:1
8
作者 沈一兵 《数学年刊(A辑)》 CSCD 北大核心 1991年第6期745-753,共9页
本文研究复射影空间中紧致全实极小子流形的谱几何,给出了一个基本谱不等式。
关键词 极小子流形 谱几何 不等式
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复射影空间中拟全实极小子流形的谱几何
9
作者 尹松庭 宋卫东 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期15-20,共6页
研究复射影空间中拟全实极小子流形的谱几何,利用活动标架法并通过计算平均曲率向量的Laplacian,建立了仅与子流形内蕴几何量有关的特征值不等式,将相关结果推广到复射影空间中的一般子流形上,并获得了拟全实极小子流形存在u阶浸入的充... 研究复射影空间中拟全实极小子流形的谱几何,利用活动标架法并通过计算平均曲率向量的Laplacian,建立了仅与子流形内蕴几何量有关的特征值不等式,将相关结果推广到复射影空间中的一般子流形上,并获得了拟全实极小子流形存在u阶浸入的充要条件. 展开更多
关键词 复射影空间 拟全实 极小子流形 谱几何 特征值不等式
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C^*-代数中两个正定元的α-幂几何平均与广义谱几何平均
10
作者 张蕾 姜健飞 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期598-601,共4页
引入并研究了C*-代数中两个正定元a与b的α-幂几何平均gα(a,b)与广义谱几何平均Eα(a,b),且由此证明了一系列相关的性质和定理.这也是对C*-代数中两个正定元a与b的谱几何平均的推广与延拓.
关键词 C^*-代数 正定元 α-幂几何平均 广义谱几何平均
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基于谱几何法的隔声测量室动力学建模
11
作者 盛哲昊 王刚 +3 位作者 倪俊芳 李春明 张永锋 孙家圆 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2023年第5期292-298,共7页
随着噪声控制标准的不断提升和装配式建筑的快速发展,提升平板结构的隔声性能并改进其测量技术有着重要意义。基于谱几何法(SpectralGeometryMethod,SGM)建立一种可用于虚拟声学测试的隔声测量室动力学模型,分别通过二维和三维傅里叶级... 随着噪声控制标准的不断提升和装配式建筑的快速发展,提升平板结构的隔声性能并改进其测量技术有着重要意义。基于谱几何法(SpectralGeometryMethod,SGM)建立一种可用于虚拟声学测试的隔声测量室动力学模型,分别通过二维和三维傅里叶级数法得到板表面的位移和腔内声场,可确保声压与振速在任意位置的连续性。将声源腔和接收腔分别设置为混响室和消声室,并通过在拉格朗日方程中添加阻抗能量项实现任意阻抗边界。然后基于哈密顿原理充分考虑两声腔与板之间的耦合关系,得到系统的振动方程。通过与有限元模型的对比,验证了该方法的正确性、良好的数值稳定性与极高的计算效率。最后,分析弹性安装条件、接收腔厚度对于腔内声能及构件振动的影响,结果表明两者均可使板结构受到的声压激励产生变化,从而对结构的声传递产生影响。 展开更多
关键词 声学 结构隔声测量 任意阻抗边界 混响时间 谱几何
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基于几何谱风险测度GM的期货套期保值模型研究 被引量:2
12
作者 迟国泰 王元斌 张玉玲 《管理工程学报》 CSSCI 北大核心 2010年第2期29-35,6,共8页
利用几何谱风险测度GM控制套期保值中组合资产的极端损失风险,建立了基于GM的期货套期保值优化模型。本模型的创新与特色一是现有研究的传统套期比、最小方差和VaR最优套期比模型仅仅是本模型最优套期比的一个特例;二是通过几何谱风险测... 利用几何谱风险测度GM控制套期保值中组合资产的极端损失风险,建立了基于GM的期货套期保值优化模型。本模型的创新与特色一是现有研究的传统套期比、最小方差和VaR最优套期比模型仅仅是本模型最优套期比的一个特例;二是通过几何谱风险测度GM的风险厌恶函数对较大的极端损失赋予较大的权重达到了控制极端风险的目的;三是通过几何谱风险测度GM的风险厌恶函数对极端损失客观赋权改变了风险偏好人为给定的随意性;四是模型得到的最优套期保值比率由投机需求和纯套保需求两部分组成,反映套期保值者的真实需求。 展开更多
关键词 几何风险测度 套期保值比 风险厌恶 极端风险控制
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新型几何谱减语音增强方法 被引量:5
13
作者 邬鑫锋 曾以成 刘伯权 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第23期144-147,共4页
针对几何谱减算法在处理快速变化的语音时产生语音畸变的缺点,提出一种基于最小均方误差算法估计每帧语音信号的每一个频率分量上的平滑系数,产生自适应帧频率分量平滑系数代替固定值的平滑系数来估计先验信噪比,从而得到更加接近于真... 针对几何谱减算法在处理快速变化的语音时产生语音畸变的缺点,提出一种基于最小均方误差算法估计每帧语音信号的每一个频率分量上的平滑系数,产生自适应帧频率分量平滑系数代替固定值的平滑系数来估计先验信噪比,从而得到更加接近于真实情况的先验信噪比。通过计算板仓-斋藤距离,及利用仿真波形图、语谱图对算法进行客观测试,结果表明新算法相对其他谱减法在相同的去噪度下,语音畸变度最小且几乎察觉不到音乐噪声;特别是在低信噪比非平稳环境下,相对其他谱减法的优势更加显著。 展开更多
关键词 语音增强 几何减法 最小均方误差 板仓-斋藤距离
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图的算数-几何谱半径及能量的界
14
作者 王猗 高玉斌 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2021年第9期227-231,共5页
设G是一个n阶无向图,顶点集为V(G)={v1,v2,…,vn},di为顶点vi的度,i=1,2,…,n。图G的n阶算术-几何邻接矩阵Aag(G)是n阶方阵,其中当顶点vi与vj邻接时,它的(i,j)元素为di+dj2didj;否则为0。图G的算术-几何谱半径定义为矩阵Aag(G)的最大特... 设G是一个n阶无向图,顶点集为V(G)={v1,v2,…,vn},di为顶点vi的度,i=1,2,…,n。图G的n阶算术-几何邻接矩阵Aag(G)是n阶方阵,其中当顶点vi与vj邻接时,它的(i,j)元素为di+dj2didj;否则为0。图G的算术-几何谱半径定义为矩阵Aag(G)的最大特征值,图G的算术-几何能量定义为矩阵Aag(G)的所有特征值的绝对值之和。利用一些已知的不等式及图的最大度、最小度以及一些拓扑指数得到了图的算术-几何谱半径和算术-几何能量的一些新的上下界。 展开更多
关键词 图论 算术-几何邻接矩阵 算术-几何半径 算术-几何能量
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基于三次样条插值的扩展谱减语音增强算法 被引量:12
15
作者 周坤 陈文杰 +2 位作者 陈伟海 林岩 孙先涛 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2826-2834,共9页
语音识别系统易受噪声影响,采用谱减法等传统语音增强算法滤除噪声,但存在“音乐噪声”的困扰。针对该类问题,提出一种基于分数阶傅里叶与三次样条插值的语音增强算法。对语音进行分数阶傅里叶变换,并采用谱减法对含噪语音进行预处理,... 语音识别系统易受噪声影响,采用谱减法等传统语音增强算法滤除噪声,但存在“音乐噪声”的困扰。针对该类问题,提出一种基于分数阶傅里叶与三次样条插值的语音增强算法。对语音进行分数阶傅里叶变换,并采用谱减法对含噪语音进行预处理,通过基于维纳滤波的噪声估计器来估计噪声,实现噪声的迭代更新;采用三次样条插值将含噪语音与估计噪声进行函数化;将函数化后的含噪语音与估计噪声进行几何谱减法处理,获得纯净语音。仿真结果显示:与传统的语音增强算法相比,所提算法在改善“音乐噪声”的问题上效果明显,同时也改善了语音可懂性和语音质量。 展开更多
关键词 语音增强 三次样条插值 维纳滤波 几何减法 智能控制
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复合材料双层球壳与环板耦合结构振动特性研究
16
作者 史冬岩 张颖 何东泽 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期258-266,共9页
以一阶剪切变形理论为基础,采用谱几何法对不同边界条件下复合材料双层球壳与环板耦合结构振动特性分析模型进行构建,其中采用人工虚拟弹簧技术模拟耦合结构的边界条件。根据耦合处的连接关系,通过布置耦合弹簧模拟器对子结构之间的耦... 以一阶剪切变形理论为基础,采用谱几何法对不同边界条件下复合材料双层球壳与环板耦合结构振动特性分析模型进行构建,其中采用人工虚拟弹簧技术模拟耦合结构的边界条件。根据耦合处的连接关系,通过布置耦合弹簧模拟器对子结构之间的耦合关系进行模拟。应用哈密顿原理对复合材料双层球壳与环板耦合结构的特征方程进行推导,对耦合结构的固有特性和稳态响应进行求解。将所得结果与有限元结果进行对比,验证了计算的正确性。分析了几何参数、材料参数对复合材料双层球壳与环板耦合结构振动响应的影响。 展开更多
关键词 耦合结构 振动特性 复合材料双层球壳 环板 谱几何
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温度场下功能梯度圆锥壳-环板振动特性分析 被引量:3
17
作者 左朋 石先杰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期709-716,共8页
针对功能梯度圆锥壳-环板组合结构振动问题,本文采用一阶剪切变形理论和Rayleigh-Ritz法分析了温度场下组合结构的振动特性。组合结构位移变量采用谱几何法来表征,考虑材料参数与温度相关并引入人工边界弹簧建立了组合结构振动特性分析... 针对功能梯度圆锥壳-环板组合结构振动问题,本文采用一阶剪切变形理论和Rayleigh-Ritz法分析了温度场下组合结构的振动特性。组合结构位移变量采用谱几何法来表征,考虑材料参数与温度相关并引入人工边界弹簧建立了组合结构振动特性分析模型。数值算例中,通过将文中求解结果与文献解和有限元法结果进行对比验证了模型的正确性,进而分析尺寸、材料、温度和连接位置等参数对结构振动特性的影响。研究结果表明:组合结构基频随厚度增加而增加,随着幂律指数、半顶角和温度场参数增加而降低,随环板内径和连接位置变化会呈现非单一变化趋势。 展开更多
关键词 谱几何 温度场 功能梯度结构 圆锥壳-环板组合结构 自由振动 一阶剪切变形理论 边界弹簧 结构基频
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弹性边界条件下圆板横向自由振动特性分析 被引量:7
18
作者 石先杰 李春丽 +1 位作者 蒋华兵 康甜 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期984-989,共6页
采用谱几何法(spectro-geometric method,简称SGM)分析了弹性边界条件下圆板横向自由振动特性。首先,将圆板的振动位移容许函数描述为一种谱形式的改进三角级数,并采用沿边界均匀分布的约束弹簧来模拟弹性边界条件;然后,将未知级数展开... 采用谱几何法(spectro-geometric method,简称SGM)分析了弹性边界条件下圆板横向自由振动特性。首先,将圆板的振动位移容许函数描述为一种谱形式的改进三角级数,并采用沿边界均匀分布的约束弹簧来模拟弹性边界条件;然后,将未知级数展开系数看作广义变量,应用瑞利-里兹法从能量的角度推导弹性边界条件下圆板结构横向自由振动系统特征矩阵方程;最后,设计搭建了相关实验台架,对圆板结构横向自由振动模态参数进行测试。将文中方法计算结果与文献解、有限元计算结果和实验结果进行对比,验证了谱几何法求解圆板横向自由振动问题的正确性和计算精度。 展开更多
关键词 圆板 横向自由振动 谱几何 弹性边界条件
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环板结构面内自由振动特性分析 被引量:8
19
作者 石先杰 李春丽 史冬岩 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期465-471,共7页
采用谱几何法(Spectro-Geometric Method,SGM)对弹性边界条件下环板结构的面内自由振动特性进行计算分析,弹性边界条件采用沿各边界均匀分布的法向和切向线性弹簧来模拟。板结构的位移容许函数被不变地描述为一种谱形式的改进三角级数,... 采用谱几何法(Spectro-Geometric Method,SGM)对弹性边界条件下环板结构的面内自由振动特性进行计算分析,弹性边界条件采用沿各边界均匀分布的法向和切向线性弹簧来模拟。板结构的位移容许函数被不变地描述为一种谱形式的改进三角级数,正弦三角级数项的引入能够有效地克服弹性边界处潜在的不连续或跳跃现象。将位移容许函数的级数展开系数看作广义坐标,并采用瑞利-里兹法对其进行求解,得到一个关于级数展开系数的标准特征值问题。通过求解标准特征值问题而简便地求解环板结构面内自由振动固有频率及其振型。通过不同数值算例,并与现有文献解及有限元法计算结果进行对比,验证了文中方法的正确性。 展开更多
关键词 环板 面内振动 谱几何 弹性边界条件
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任意边界条件下弹性梁耦合振动特性分析 被引量:5
20
作者 李海虹 王昊 +2 位作者 郭山国 刘志奇 李王铎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第17期48-54,共7页
采用谱几何法建立了任意边界条件下弹性梁横向、纵向和扭转耦合振动分析模型。将弹性梁的横向、纵向和扭转振动位移函数分别描述为一种辅助函数为三角级数的改进傅里叶级数;在弹性梁两端引入边界约束弹簧组,通过改变其刚度值模拟任意边... 采用谱几何法建立了任意边界条件下弹性梁横向、纵向和扭转耦合振动分析模型。将弹性梁的横向、纵向和扭转振动位移函数分别描述为一种辅助函数为三角级数的改进傅里叶级数;在弹性梁两端引入边界约束弹簧组,通过改变其刚度值模拟任意边界条件;应用Hamilton原理从能量角度推导整个结构的拉格朗日函数;采用Ritz法对其进行求解。计算了弹性梁模型不同边界下前6阶固有频率,与文献解对比最大误差为0.02%,验证了该方法的正确性和较快的收敛性。该模型统一了弹性梁横向、纵向和扭转振动的位移函数表示形式和模态特性求解方程,通过改变边界约束弹簧刚度系数可以实现对弹性梁耦合振动特性进行调整,为弹性梁动力学性能优化提供了一种参数化的研究方法。 展开更多
关键词 弹性梁 耦合振动 谱几何 任意边界条件
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