基于改进Smith预估器的振动台子结构试验方法研究 被引量：1

1

作者 纪金豹 徐建琛 王东岳 《机床与液压》 北大核心 2024年第18期14-21,共8页

振动台子结构试验是一种有效的实时结构混合试验方法,利用振动台和其他加载装置进行联合加载,可以提升振动台的加载能力。针对试验过程中受到干扰影响的振动台子结构试验控制系统,提出一种基于Smith预估器的控制方法。介绍了基于主动质... 振动台子结构试验是一种有效的实时结构混合试验方法,利用振动台和其他加载装置进行联合加载,可以提升振动台的加载能力。针对试验过程中受到干扰影响的振动台子结构试验控制系统,提出一种基于Smith预估器的控制方法。介绍了基于主动质量驱动器加载方法的振动台子结构试验装置和工作原理以及Smith预估器的实现方式。分析了时滞对控制系统的影响,当控制系统引入4 ms的时滞时,仿真结果发散,系统模型存在纯滞后环节,因此容易发生较严重的震荡。为解决此问题,引入Smith预估器与改进的Smith预估器并进行相应的数值仿真工作。仿真结果表明:基于传统Smith预估器的振动台子结构试验方法能够保证系统仿真结果不再发散,但其结果较为一般;而基于改进Smith预估器的振动台子结构试验方法结果更为理想,其峰值误差与均方根误差等相关评价指标都相对较小,说明所提方法可以有效解决时滞系统的稳定性问题。 展开更多

关键词 振动台试验 子结构试验方法 实时混合试验 SMITH预估器

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位移控制的子结构地震模拟振动台混合试验方法 被引量：14

2

作者 王向英 田石柱 +1 位作者 张洪涛 宋坤 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2009年第2期30-35,共6页

为了解决地震模拟振动台承载能力及台面尺寸对大型结构试验的限制,扩展振动台的功能,提出了位移控制子结构地震模拟振动台混合试验方法,包括试验原理、试验过程及数值积分方法,并给出了2种子结构边界条件的模拟形式。通过1个简单框架结... 为了解决地震模拟振动台承载能力及台面尺寸对大型结构试验的限制,扩展振动台的功能,提出了位移控制子结构地震模拟振动台混合试验方法,包括试验原理、试验过程及数值积分方法,并给出了2种子结构边界条件的模拟形式。通过1个简单框架结构的地震模拟振动台试验和子结构混合加载试验验证了该方法的可行性,并指出了该试验方法的主要技术问题。混合试验方法通过子结构技术和振动台试验相结合,解决了目前的地震模拟振动台试验和拟动力试验在设备规模和加载速度上的局限性。 展开更多

关键词 子结构 地震模拟振动台 混合试验 边界条件 数值积分方法

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基于通用有限元软件ABAQUS的子结构拟动力试验研究 被引量：12

3

作者 王强 冯帆 +1 位作者 张帆 安立刚 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S1期515-519,共5页

通过OpenFresco试验协调系统,实现通用有限元软件ABAQUS与MTS电液伺服加载系统的数据传递,采用子结构拟动力试验方法开展单层单跨钢结构框架在地震作用下的反应分析。通过有限元软件模拟结果与试验结果的对比,证明该试验方法的结果与模... 通过OpenFresco试验协调系统,实现通用有限元软件ABAQUS与MTS电液伺服加载系统的数据传递,采用子结构拟动力试验方法开展单层单跨钢结构框架在地震作用下的反应分析。通过有限元软件模拟结果与试验结果的对比,证明该试验方法的结果与模拟结果一致。采用OpenFresco试验协调系统不仅能够实现结构构件层次上的子结构拟动力试验,而且能够使计算子结构部分进入塑性,极大地扩展了拟动力试验的功能。 展开更多

关键词 子结构拟动力试验 有限元 电液伺服加载系统 抗震性能

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航空发动机整机振动半实物建模方法研究 被引量：9

4

作者 赵斌 陈果 冯国全 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期346-353,共8页

为了研究一种快速准确地分析航空发动机整机振动的建模方法,采用试验与仿真结合,在转子模型中综合机匣-支承试验数据的半实物建模方法,对整机振动半实物建模原理,机匣-支承传递函数测试、结构综合建模等问题进行了研究,运用航空发动机... 为了研究一种快速准确地分析航空发动机整机振动的建模方法,采用试验与仿真结合,在转子模型中综合机匣-支承试验数据的半实物建模方法,对整机振动半实物建模原理,机匣-支承传递函数测试、结构综合建模等问题进行了研究,运用航空发动机转子试验器对半实物建模方法进行验证。建立试验器整机及半实物仿真模型,计算机匣振动响应;拆装转子试验器,测试机匣-支承连接位置频率响应函数,综合转子有限元模型,建立基于试验数据的试验器半实物模型,计算整机频率响应函数。结果表明,半实物建模方法能够在保证计算精度的前提下缩减90%以上的计算时间,运用半实物模型能够准确地获得整机频率响应函数,固有频率计算误差在2%以内。 展开更多

关键词 子结构方法 转子动力学 有限元方法 模态分析 测试技术

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高阶单步实时动力子结构试验技术研究 被引量：17

5

作者 李进 王焕定 +1 位作者 张永山 赵桂峰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2005年第1期97-101,共5页

结构联机试验可分为两类:拟静力及拟动力试验技术,它们都需要建立一套显式的逐步积分算法。国内外学者在这方面已经进行了许多的研究,取得了很好的成果。随着振动控制技术在结构工程上的应用,一些速度相关型的装置开始用于被控系统,它... 结构联机试验可分为两类:拟静力及拟动力试验技术,它们都需要建立一套显式的逐步积分算法。国内外学者在这方面已经进行了许多的研究,取得了很好的成果。随着振动控制技术在结构工程上的应用,一些速度相关型的装置开始用于被控系统,它给原有的实时子结构试验带来了新问题。如何建立更好的高精度、无条件稳定的实时动力子结构试验算法日趋重要。本文在前人早期高阶单步逐步积分算法研究成果的基础上,提出了一种新的高阶单步实时动力子结构试验算法。数值模拟分析表明,新算法不仅是显式的,而且具有高精度、无算法阻尼、无超越现象等算法特点,均比目前所见到的已有算法优越。如果能实现实时子结构试验,就能同时控制位移和速度,则应用本文算法必将取得更好的试验结果。 展开更多

关键词 实时子结构试验 高阶单步法 无条件稳定

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子结构地震模拟振动台混合试验原理与实现 被引量：15

6

作者 王向英 田石柱 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2009年第4期46-52,共7页

为了解决地震模拟振动台承载能力及台面尺寸对大型结构试验的限制,扩展振动台的功能,本文提出了子结构地震模拟振动台混合试验方法、试验过程及实时数值积分方法,并给出了试验子结构边界条件的两种模拟形式。通过一个简单框架结构的地... 为了解决地震模拟振动台承载能力及台面尺寸对大型结构试验的限制,扩展振动台的功能,本文提出了子结构地震模拟振动台混合试验方法、试验过程及实时数值积分方法,并给出了试验子结构边界条件的两种模拟形式。通过一个简单框架结构的地震模拟振动台试验和子结构混合加载试验验证了该方法的可行性,并指出了该试验方法的主要技术问题。混合试验方法通过子结构技术和振动台试验相结合,解决了目前的地震模拟振动台试验和拟动力试验在设备规模和加载速度上的局限性。 展开更多

关键词 子结构 地震模拟振动台 混合试验 实时 力控制加载

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基于子结构试验建模综合的火箭发动机结构动力分析 被引量：8

7

作者 杜飞平 谭永华 陈建华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1547-1553,共7页

为了预测补燃循环液体火箭发动机的结构动态特性,采用子结构试验建模综合技术,对四机并联液体火箭发动机的结构动力学进行了研究。在考虑喷管内外壁材料差异的基础上,利用刚度和质量等效原则,建立了精确的喷管有限元模型,然后采用分布... 为了预测补燃循环液体火箭发动机的结构动态特性,采用子结构试验建模综合技术,对四机并联液体火箭发动机的结构动力学进行了研究。在考虑喷管内外壁材料差异的基础上,利用刚度和质量等效原则,建立了精确的喷管有限元模型,然后采用分布参数法建立了发动机有限元模型。结果表明:单机子结构模型的误差小于1.35%;四机并联发动机模型的误差小于2.19%;且仿真振型与实际模态试验结果保持一致。说明该方法的计算结果可靠,能提高结构动态分析的精度和效率。 展开更多

关键词 液体推进剂火箭发动机 子结构试验建模 试验模态分析 模态参数 有限元法

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基于等效力控制方法TLD减振结构振动台子结构试验 被引量：3

8

作者 许国山 郑震云 +2 位作者 杨凯博 谭晓晶 吴斌 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第5期113-119,共7页

通常采用数值模拟和小比例尺试验的方法研究调谐液体阻尼器(TLD)对结构的减振控制效果。由于TLD依靠水的晃动来提供减振力,精确的数值模型不易建立;另外,振动台模型试验又只能进行小比例尺试验,难以真实反映原型结构性能。为了解决这个... 通常采用数值模拟和小比例尺试验的方法研究调谐液体阻尼器(TLD)对结构的减振控制效果。由于TLD依靠水的晃动来提供减振力,精确的数值模型不易建立;另外,振动台模型试验又只能进行小比例尺试验,难以真实反映原型结构性能。为了解决这个问题,提出基于等效力控制方法的振动台子结构试验方法,以真实揭示TLD减振控制结构的抗震性能。通过试验研究得到如下结论:(1)惯性试件的振动台子结构试验结果与精确解吻合很好,表明基于等效力控制方法振动台子结构试验具有很好的精度;(2)TLD减振控制三层钢框架系统的振动台全结构和子结构试验结果吻合较好,进一步证明了基于等效力控制方法振动台子结构试验具有很好的精度。 展开更多

关键词 调谐液体阻尼器 振动台子结构试验 等效力控制方法 减振控制 动力子结构

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高速铁路车-轨-桥耦合系统实时混合试验的高效计算方法 被引量：5

9

作者 古泉 张德宇 +4 位作者 国巍 武际亮 袁彬 周惠蒙 王涛 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期123-130,共8页

高速铁路系统实时混合试验中列车运行速度快,需要建立足够长的桥,且必须采用精细化的车-轨-桥耦合数值模型,因此对数值计算的精度和效率都有很高的要求。同时,实时混合试验对实时性要求较高,每一步都需要在极短时间内完成,进一步增加了... 高速铁路系统实时混合试验中列车运行速度快,需要建立足够长的桥,且必须采用精细化的车-轨-桥耦合数值模型,因此对数值计算的精度和效率都有很高的要求。同时,实时混合试验对实时性要求较高,每一步都需要在极短时间内完成,进一步增加了问题的难度。有鉴于此,文中提出了一种新型计算方法——移动荷载积分法,在试验前对桥梁数值子结构计算所需要的数据进行存储,实际计算时对每一时步对应的数据进行抽取和计算,得到当前时步的位移响应。文中还结合弹塑性数值子结构方法将该方法拓展到局部非线性情况,然后通过缩尺高速铁路振动台实时混合试验,系统地验证了该方法的可行性与可靠性。 展开更多

关键词 高速铁路系统 移动荷载积分法 数值子结构 实时混合试验

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弹性试件的实时子结构试验等效力控制方法 被引量：13

10

作者 许国山 吴斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期101-105,共5页

等效力控制方法用反馈控制代替迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。通过对具有弹性试件体系的数值模拟和试验进一步验证实时子结构试验等效力控制方法的有效性。首先介绍实时子结构试验等效力控制方法的原理;然... 等效力控制方法用反馈控制代替迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。通过对具有弹性试件体系的数值模拟和试验进一步验证实时子结构试验等效力控制方法的有效性。首先介绍实时子结构试验等效力控制方法的原理;然后以一单自由度体系为例介绍比例-微分等效力控制器的设计方法,并用劳斯判据分析反馈控制系统的稳定性;接着对一具有弹性试件的单自由度体系进行单步输入反应、自由振动反应和受迫振动反应的数值模拟;最后通过对具有弹簧试件的单自由度体系的单步输入、自由振动和受迫振动反应的实际试验验证此方法的有效性。分析结果表明,只要反馈控制系统中各参数均选正值此系统就是稳定的。数值模拟和试验的结果都表明,等效力控制方法可以取得非常好的稳定性和精度。 展开更多

关键词 实时子结构试验 等效力控制方法 隐式方法 迭代

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结构抗震混合试验技术初探 被引量：12

11

作者 程绍革 白雪霜 +1 位作者 赵鹏飞 王亚勇 《工程抗震与加固改造》 2005年第5期68-70,共3页

基于子结构模态综合法对结构抗震混合试验技术进行了初步研究,提出了将整体结构划分为试验子结构和计算子结构,采用对接加载主模态修正方法对试验子结构进行质量矩阵和刚度矩阵局部修正,并给出了连接边界的加载模式。

关键词 混合试验 子结构 模态综合法

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实时子结构混合试验中的Chang方法研究 被引量：3

12

作者 赵建锋 孟凡涛 于广明 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第1期37-43,共7页

在传统显式Chang方法的基础上考虑试验子结构的质量影响,在作动器的常加速度假定和不考虑时滞影响的前提下,对作动器的位移进行中心差分得到作动器的加速度显式表达;认为作动器的加速度即为试验子结构的加速度,通过纯惯性试验子结构的... 在传统显式Chang方法的基础上考虑试验子结构的质量影响,在作动器的常加速度假定和不考虑时滞影响的前提下,对作动器的位移进行中心差分得到作动器的加速度显式表达;认为作动器的加速度即为试验子结构的加速度,通过纯惯性试验子结构的实时子结构试验仿真对算法稳定性进行分析,发现当试验子结构的质量小于等于数值子结构的质量时,该方法的稳定性良好;在线性动力试验子结构中分析了试验子结构的质量、刚度、阻尼对算法稳定性的影响,发现该方法的稳定性同条件下优于修正的中心差分法。最后进行了地震作用下的仿真分析,表明该方法具有良好的精度。 展开更多

关键词 实时子结构混合试验 稳定性 数值算法 Chang方法

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采用等效力控制方法的非线性结构实时子结构试验 被引量：10

13

作者 许国山 吴斌 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期237-242,共6页

等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。对于非线性结构试验,采用比例-微分(PD)控制器的等效力控制方法会使等效力响应产生稳态误差,从而使试验结果失真。文章用比例-积分(PI)控制... 等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。对于非线性结构试验,采用比例-微分(PD)控制器的等效力控制方法会使等效力响应产生稳态误差,从而使试验结果失真。文章用比例-积分(PI)控制器代替PD控制器以解决此问题。介绍了实时子结构试验等效力控制方法,进行了等效力控制器设计,并通过数值模拟和试验验证了采用PI控制器的等效力控制方法对非线性结构实时子结构试验的有效性。数值模拟与试验的结果都表明,对于非线性体系的试验,采用PI控制器的等效力控制方法可以取得非常好的效果。 展开更多

关键词 实时子结构试验 等效力控制方法 比例-积分控制器 非线性结构

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TLD振动台子结构试验的数值仿真分析 被引量：10

14

作者 周惠蒙 吴斌 《震灾防御技术》 2010年第1期9-19,共11页

本文采用振动台子结构试验数值仿真验证了圆柱形调谐液体阻尼器(CTLD)控制建筑结构地震响应的性能。振动台子结构试验将结构模型作为数值子结构在计算机中计算,将CTLD作为试验子结构进行物理试验。在CTLD和振动台之间安装剪切力检测装置... 本文采用振动台子结构试验数值仿真验证了圆柱形调谐液体阻尼器(CTLD)控制建筑结构地震响应的性能。振动台子结构试验将结构模型作为数值子结构在计算机中计算,将CTLD作为试验子结构进行物理试验。在CTLD和振动台之间安装剪切力检测装置,将测得的剪切力和地震波输入到数值子结构中,采用实时子结构中心差分法进行数值子结构运动方程的求解,计算得到了结构顶层的绝对加速度。再将加速度由振动台实时加载到试验子结构上,实现了结构和CTLD的相互作用。对一个单自由度结构有CTLD控制和无CTLD控制时的加速度响应进行了精确数值求解,结果验证了CTLD能够有效地控制结构在地震作用下的加速度响应。用振动台子结构试验对CTLD与结构耦合系统进行仿真,得到的加速度响应与精确数值求解的结果吻合较好,验证了这种方法能够准确地评估CTLD的减振性能。 展开更多

关键词 地震模拟振动台 子结构试验CTLD 中心差分法

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基于OpenSees的子结构拟动力试验方法研究 被引量：12

15

作者 郭玉荣 刘钟真 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1-7,共7页

研究了以有限元软件OpenSees为核心计算平台的子结构拟动力试验方法,主要探讨了在OpenSees中实现子结构反应量实时查询、子结构边界条件处理,以及利用OpenSees的通信协议实现试验子结构和整体结构时程分析程序之间位移指令和反馈力的数... 研究了以有限元软件OpenSees为核心计算平台的子结构拟动力试验方法,主要探讨了在OpenSees中实现子结构反应量实时查询、子结构边界条件处理,以及利用OpenSees的通信协议实现试验子结构和整体结构时程分析程序之间位移指令和反馈力的数据交换方法.利用本文方法进行了8层防屈曲支撑高层钢框架的虚拟子结构拟动力试验,试验结果与采用OpenSees进行整体时程分析的结果吻合良好,证明了本文子结构拟动力试验方法的可行性与有效性. 展开更多

关键词 子结构 拟动力试验方法 OPENSEES 通讯协议

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隐式动力子结构试验的稳定性分析 被引量：2

16

作者 王贞 吴斌 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期23-28,共6页

探讨了当试验子结构是动力系统时等效力控制方法的仿真方法,提出了一种结合数值仿真确定算法放大矩阵的方法,运用谱半径法研究了等效力控制方法的算法稳定性.研究表明,随质量比、频率比的增大,算法的稳定界限减小;随阻尼比的比值、控制... 探讨了当试验子结构是动力系统时等效力控制方法的仿真方法,提出了一种结合数值仿真确定算法放大矩阵的方法,运用谱半径法研究了等效力控制方法的算法稳定性.研究表明,随质量比、频率比的增大,算法的稳定界限减小;随阻尼比的比值、控制器增益KP的增大,稳定界限先增后减.与显式方法相比,等效力控制方法的稳定性较好. 展开更多

关键词 稳定性 实时子结构试验 等效力控制方法 动力试验子结构 试件质量

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响应面法在磨机传动系统分层修正中的应用 被引量：1

17

作者 陶征 毛松磊 +1 位作者 郭勤涛 刘旭 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2019年第6期73-78,共6页

准确的有限元模型对结构的动态设计至关重要.针对结构复杂的大型磨机传动系统,基于分层思想以传动系统的子结构为研究对象,以试验模态频率数据为目标值,使用基于响应面的有限元模型修正技术识别结构中的不确定性参数,修正子结构模型.修... 准确的有限元模型对结构的动态设计至关重要.针对结构复杂的大型磨机传动系统,基于分层思想以传动系统的子结构为研究对象,以试验模态频率数据为目标值,使用基于响应面的有限元模型修正技术识别结构中的不确定性参数,修正子结构模型.修正结果显示:频率误差小于0. 03%,振型相关系数值在0. 89以上,仿真模型与模态试验所得频率响应曲线接近,表明有限元模型精度明显得到提高,验证了响应面法应用于大型磨机传动系统设计及动态特性分析的可行性,并且为后续系统整体分析奠定了坚实的基础. 展开更多

关键词 磨机传动系统 子结构 模态试验 响应面法 模型修正

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Rosenbrock耦合积分方法及其收敛性分析 被引量：1

18

作者 贾传果 李英民 +1 位作者 刘立平 夏洪流 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期127-133,共7页

做为一种集计算机模拟和现场试验为一体的混合试验方法,实时子结构试验的关键在于如何保证数值子结构和试验子结构的实时耦联,这就需要高效的数值积分方法。文中在Rosenbrock实时积分方法的基础上,提出了一种具有完全并行计算格式的耦... 做为一种集计算机模拟和现场试验为一体的混合试验方法,实时子结构试验的关键在于如何保证数值子结构和试验子结构的实时耦联,这就需要高效的数值积分方法。文中在Rosenbrock实时积分方法的基础上,提出了一种具有完全并行计算格式的耦合积分方法。基于单自由度分离质量模型,对该耦合积分方法的稳定性和精度进行了理论分析。然后通过三自由度分离质量模型的模拟,验证了该方法的收敛性和其他算法性能。理论分析和数值模拟结果表明,该方法具有良好的稳定性和二阶精度,与直接积分方法相比更适合用于复杂结构的实时子结构试验及类似的并行模拟。 展开更多

关键词 耦合积分方法 实时子结构试验 并行计算 稳定性分析 谱分析

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基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数预测方法 被引量：5

19

作者 朱坚民 何丹丹 张统超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期142-151,共10页

为准确地获取铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数的预测方法。该方法基于RCSA理论和Timoshenko梁理论,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆和剩余铣刀两个部分,并将剩余铣刀细分为剩余... 为准确地获取铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数的预测方法。该方法基于RCSA理论和Timoshenko梁理论,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆和剩余铣刀两个部分,并将剩余铣刀细分为剩余刀杆、过渡段以及多段刀齿。将铣刀分为对称型铣刀和非对称型铣刀两类,并针对每类铣刀各部分分别进行精确建模。以多把2刃和4刃铣刀为研究对象,进行实验测试,比较本文方法、等效质量法预测的铣刀刀尖点频响函数与实测刀尖点频响函数之间的差异,分析结果表明:该方法比等效质量法具有更高的预测精度,所预测频响函数的固有频率与实测频响函数固有频率的相对误差在5%以内。 展开更多

关键词 刀尖点频响函数预测 响应耦合子结构分析法 等效质量法 铣刀精确建模 实验模态测试

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基于ABAQUS的子结构拟动力试验方法研究 被引量：4

20

作者 郭玉荣 叶子昂 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第22期225-230,共6页

子结构拟动力试验将整体结构分为数值子结构与试验子结构,数值子结构通常采用研究人员自行编制的程序。研究了以ABAQUS为核心计算软件的子结构动力试验方法,介绍了利用Python语言编制的有限元软件接口,包括利用socket实现数据通讯、ABA... 子结构拟动力试验将整体结构分为数值子结构与试验子结构,数值子结构通常采用研究人员自行编制的程序。研究了以ABAQUS为核心计算软件的子结构动力试验方法,介绍了利用Python语言编制的有限元软件接口,包括利用socket实现数据通讯、ABAQUS数据库的读取与写入以及利用Python在ABAQUS中建立分析步等。利用提出的方法进行了简单的虚拟试验,并与ABAQUS整体分析结果进行比较。比较结果显示了方法的可行性。通过对不同结构的虚拟实验,验证提出的软件通讯接口具有一定的通用性。 展开更多

关键词 子结构 拟动力试验方法 ABAQUS PYTHON SOCKET

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