模态分析在工程中的应用概述

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振动系统的模态分析及其在结构工程中的应用

振动系统的模态分析及其在结构工程中的应用

振动系统的模态分析及其在结构工程中的应用振动是物体在受到外界作用力或能量的影响下产生的周期性运动。

在结构工程中,振动系统的模态分析是一项重要的技术,可以帮助工程师了解结构的振动特性,从而指导设计和改进结构的安全性和稳定性。

一、什么是振动系统的模态分析?振动系统的模态分析是指对振动系统进行分析和计算,得到系统的固有频率、振型和振幅等信息的过程。

模态分析是通过求解振动系统的特征方程和特征值来实现的。

在振动系统中,特征方程是描述系统振动行为的数学方程,而特征值则是方程的解,代表系统的固有频率。

通过求解特征方程,可以得到系统的所有特征值和对应的特征向量,从而确定系统的振动模态。

二、振动系统的模态分析在结构工程中的应用1. 结构设计优化振动系统的模态分析可以帮助工程师了解结构的固有频率和振型,从而指导结构的设计优化。

通过调整结构的参数,比如材料的选择、截面的尺寸等,可以使得结构的固有频率与外界激励频率相差较大,从而减小共振现象的发生,提高结构的稳定性和安全性。

2. 结构故障诊断振动系统的模态分析可以用于结构故障的诊断。

当结构发生故障或损伤时,其固有频率和振型会发生变化。

通过对结构进行模态分析,可以检测出结构的异常振动模态,进而判断结构是否存在故障或损伤,并进行相应的修复和维护。

3. 结构动力响应预测振动系统的模态分析可以用于预测结构在外界激励下的动力响应。

通过将外界激励作用于结构的模态振型上,可以求解结构的动力响应,包括位移、速度和加速度等。

这对于评估结构的动态性能、设计结构的减振措施以及预测结构在地震等自然灾害下的响应具有重要意义。

4. 结构材料性能测试振动系统的模态分析可以用于测试结构材料的性能。

通过对材料样本进行振动实验,可以得到材料的固有频率和振型等信息。

这对于研究材料的力学性能、优化材料的结构和制备工艺具有重要意义。

三、振动系统的模态分析方法振动系统的模态分析方法有多种,常用的包括有限元法、模态超级位置法和模态曲线法等。

机械工程中的模态分析与优化设计

机械工程中的模态分析与优化设计

机械工程中的模态分析与优化设计机械工程是一门涉及机械设备设计、制造和使用的学科,通过对机械系统进行模态分析和优化设计,可以提高机械设备的性能和可靠性。

本文将探讨机械工程中的模态分析与优化设计的相关内容。

模态分析是机械工程中的重要研究方法之一,它通过对机械系统的固有振动状态进行分析,揭示了机械系统的振动特性。

模态分析可以帮助工程师了解机械系统的固有频率、模态形态和模态振动幅值等重要参数,为进一步优化设计提供基础。

在模态分析中,一种常用的方法是模态测试。

模态测试通过在机械系统上施加外力激励,测量结构的振动响应,并根据测量数据计算出结构的固有频率和模态形态。

模态测试可以帮助工程师了解机械系统的振动特性,发现潜在的设计问题,并提供改进设计的依据。

模态分析的结果对于优化设计非常重要。

通过分析模态分析的结果,工程师可以确定机械系统的固有频率范围,避免频率与激励频率产生共振,并减少机械系统的振动幅值。

例如,在汽车工程中,通过模态分析可以确定车身的固有频率,从而避免引擎或路面激励对车身产生共振,提高车辆的乘坐舒适性和安全性。

除了模态分析,优化设计也是机械工程中常用的研究方法之一。

优化设计旨在通过调整机械系统的结构和参数,使其在满足特定需求的前提下,具有更好的性能。

优化设计可以帮助工程师充分利用资源,提高机械系统的效率和可靠性。

在优化设计中,一种常用的方法是多目标优化。

多目标优化考虑多个冲突的设计目标,通过设计相关的约束条件和权重,找到一个平衡的解决方案。

例如,在飞机设计中,需要考虑飞行速度、载重量和燃油消耗等多个因素,通过多目标优化可以在满足性能要求的前提下,选择一个最佳的设计方案。

模态分析与优化设计经常在机械工程中相互配合,共同应用于机械系统的设计与改进中。

模态分析可以为优化设计提供基础数据,而优化设计可以通过调整机械系统的结构和参数,改善其振动性能。

这种综合应用可以帮助工程师提高机械系统的性能和可靠性,降低生产成本和能源消耗。

工程力学中的模态分析技术有哪些?

工程力学中的模态分析技术有哪些?

工程力学中的模态分析技术有哪些?在工程力学领域,模态分析技术是一种非常重要的工具,它能够帮助工程师深入了解结构的动态特性,从而为设计、优化和故障诊断等提供关键的信息。

那么,工程力学中的模态分析技术究竟有哪些呢?首先,实验模态分析是常见的一种方法。

这一技术通常需要在结构上布置传感器,如加速度传感器,来测量结构在激励下的响应。

激励的方式可以是锤击激励、激振器激励等。

通过对测量得到的数据进行处理和分析,运用诸如快速傅里叶变换(FFT)等数学工具,就可以得到结构的模态参数,包括固有频率、振型和阻尼比等。

实验模态分析的优点在于能够直接测量实际结构的动态特性,结果较为准确可靠。

然而,它也存在一些局限性。

比如,对于大型复杂结构,传感器的布置可能会比较困难,而且实验过程可能会受到环境因素的干扰。

另一种重要的模态分析技术是有限元模态分析。

这是基于计算机模拟的方法,通过将结构离散化为有限个单元,并建立相应的数学模型来进行分析。

在建立有限元模型时,需要准确地定义结构的几何形状、材料属性、边界条件等。

有限元模态分析可以在设计阶段就对结构的模态特性进行预测,从而帮助工程师优化设计,减少后期的修改和试验成本。

但是,有限元模型的准确性很大程度上依赖于所输入参数的准确性,如果模型中的参数与实际情况存在偏差,可能会导致分析结果的误差。

还有一种基于传递函数的模态分析技术。

传递函数描述了系统的输入与输出之间的关系。

通过测量结构在不同位置的输入和输出信号,可以计算出传递函数。

然后,利用传递函数的特性来识别结构的模态参数。

这种方法在处理多输入多输出系统时具有一定的优势,能够更全面地反映结构的动态特性。

不过,传递函数的测量和计算需要较高的精度,否则会影响模态参数的识别结果。

此外,工作模态分析技术在近年来也得到了广泛的应用。

与传统的实验模态分析需要施加特定的激励不同,工作模态分析是基于结构在正常工作状态下的响应进行分析的。

这一技术适用于那些难以施加人工激励或者在运行状态下才能体现其真实特性的结构。

振动模态分析与建模技术在结构工程中的运用

振动模态分析与建模技术在结构工程中的运用

振动模态分析与建模技术在结构工程中的运用结构工程是在土木工程学科的基础上发展起来的一门工程学科,它主要研究建筑物、桥梁、管道等结构物的设计、施工和维护。

随着结构工程的发展,振动模态分析以及建模技术也逐渐得到了广泛的应用。

本文将介绍振动模态分析以及建模技术在结构工程中的运用,并探讨其在优化设计和结构安全方面的作用。

一、振动模态分析振动模态分析是指通过对结构物的振动特性进行分析来确定结构物的固有频率、振型、振动位移等参数的技术。

振动模态分析主要通过计算机模拟进行,可以帮助工程师们深入了解结构物的振动特性并进行优化设计。

1. 振动模态分析的原理振动模态分析的核心原理是结构物的振动理论。

结构物振动的基本形式分为自由振动和受迫振动。

自由振动是指当没有外界干扰时,结构物发生的振动。

受迫振动是指当外界施加作用力时,结构物发生的振动。

在振动模态分析中,主要研究的是自由振动,也就是不受外界干扰情况下结构物的振动特性。

2. 振动模态分析的应用振动模态分析在结构工程中的应用非常广泛,常用于以下方面:(1)确定结构物的振动固有频率结构物的振动固有频率是指结构物自由振动时的共振频率。

通过振动模态分析,可以确定结构物的振动固有频率,从而确定结构物的共振状态。

(2)确定结构物振动位移结构物振动分为水平振动和竖直振动。

在振动模态分析中,可以通过计算机模拟确定结构物在不同振动模态下的振动位移,从而确定结构物在共振状态下的结构变形情况。

(3)确定结构物的振型振型指结构物在振动过程中呈现的振动形态。

在振动模态分析中,可以通过计算机模拟来确定结构物不同振动模态下所呈现的振型,从而确定结构物的振动性能和稳定状态。

二、建模技术建模技术是一种利用计算机技术模拟结构物运行情况的技术。

建模技术主要应用于结构物的优化设计和检测,通过模拟技术可以帮助工程师更好的掌握结构物的运行状态,从而保障工程的安全运行。

1. 建模技术的原理建模技术的主要原理是结构物的建模,通过将结构物的各种参数输入计算机进行模拟,以便工程师们可以了解结构物的运行情况。

机械工程中的模态分析方法

机械工程中的模态分析方法

机械工程中的模态分析方法在机械工程领域,模态分析是一种重要的工具,用于研究和评估机械系统或结构的动力特性。

通过模态分析,工程师可以了解结构的固有振动频率、振型及其相关参数,从而对系统进行设计、改进和优化。

一、模态分析的基本原理模态分析基于结构的自由振动特性。

当结构受到外界激励或内部失稳因素影响时,会出现自由振动。

模态分析通过对这种振动进行精确测量和分析,得到结构的模态参数。

在模态分析中,最关键的一步是确定结构的固有频率和相应的振型。

固有频率是结构在自由振动时所表现出的振动频率,它与结构的刚度密切相关。

振型则描述了结构在不同固有频率下的变形形态,是结构动态响应的关键指标。

二、模态分析的常用方法1.加速度法加速度法是最常用的模态分析方法之一。

它基于物体的加速度与力的关系,通过测量结构上的加速度响应来推导出结构的模态参数。

具体操作中,可以通过加速度传感器将结构上的振动信号采集下来,再使用信号处理算法对信号进行分析。

2.激励-响应法激励-响应法是另一种常见的模态分析方法。

该方法将结构受到的激励信号与结构的振动响应进行对比,从而得到结构的模态参数。

激励信号可以是一个冲击物、一次瞬态激励或周期性激励。

3.频率域方法频率域方法是一种基于结构在频域内的特性进行模态分析的方法。

它以傅里叶变换为基础,将结构的时域信号转化为频域信号,进而得到结构的固有频率和振型。

频率域方法具有计算效率高、信号处理简易等优点。

4.有限元法有限元法是一种数值方法,常用于模态分析中的结构模态分析。

该方法将结构分解为多个小单元,利用有限元理论和方法对结构进行数值模拟。

通过进行有限元分析和计算,可以得到结构的固有频率和振型。

三、模态分析的应用领域模态分析在机械工程领域中具有广泛的应用。

它可以帮助工程师了解和评估结构的动力特性,发现结构的固有频率、共振点和脆弱部位,从而进行系统的设计和优化。

模态分析在航空航天领域中有着重要的应用。

通过对飞机、火箭等结构进行模态分析,可以评估其动态特性和共振情况,保证飞行安全性和运行可靠性。

ANSYS模态分析

ANSYS模态分析

ANSYS模态分析ANSYS模态分析是一种用于计算和研究结构的振动和模态的仿真方法。

它可以帮助工程师和设计师了解结构在自由振动模态下的响应,从而优化设计和改进结构的性能。

本文将对ANSYS模态分析的原理和应用进行详细介绍。

ANSYS模态分析基于动力学理论和有限元分析。

在模态分析中,结构被建模为一个连续的弹性体,通过求解结构的固有频率和模态形状来研究其振动行为。

固有频率是结构在没有外力作用下自由振动的频率,而模态形状则是结构在每个固有频率下的振动形态。

模态分析可以帮助工程师了解结构在特定频率下的振动行为。

通过分析结构的固有频率,可以评估结构的动态稳定性。

如果结构的固有频率与外部激励频率非常接近,可能会导致共振现象,从而对结构造成破坏。

此外,模态分析还可以帮助识别结构的振动模态,并评估可能的振动问题和改进设计。

1.准备工作:首先,需要创建结构的几何模型,并进行必要的网格划分。

在几何模型上设置适当的约束条件和边界条件。

选择合适的材料属性和材料模型。

然后设置分析类型为模态分析。

2.计算固有频率:在模态分析中,需要计算结构的固有频率。

通过求解结构的特征值问题,可以得到结构的固有频率和模态形状。

通常使用特征值求解器来求解特征值问题。

3.分析结果:一旦得到结构的固有频率和模态形状,可以进行进一步的分析和评估。

在ANSYS中,可以通过模态形状的可视化来观察结构的振动模态。

此外,还可以对模态形状进行分析,如计算应力、变形和应变等。

ANSYS模态分析在许多领域都有广泛的应用。

在航空航天工程中,模态分析可以用于评估飞机结构的稳定性和航空器的振动特性。

在汽车工程中,可以使用模态分析来优化车身结构和减少共振噪音。

在建筑工程中,可以使用模态分析来评估楼房结构的稳定性和地震响应。

总之,ANSYS模态分析是一种重要的结构动力学仿真方法,可以帮助工程师和设计师了解结构的振动特性和改善设计。

通过模态分析,可以预测共振问题、优化结构设计、提高结构的稳定性和性能。

机械系统动力学特性的模态分析

机械系统动力学特性的模态分析

机械系统动力学特性的模态分析机械系统动力学是研究物体在受到外力作用下的运动规律和机械系统动态特性的学科。

其中,模态分析是一种重要的方法,用于研究机械系统的固有振动特性。

本文将介绍机械系统动力学特性的模态分析方法及其应用。

一、模态分析的基本概念模态分析是研究机械系统振动模态的一种方法。

模态是指机械系统在自由振动状态下的振动形式和频率。

模态分析通过分析机械系统的初始条件、约束条件和外力等因素,确定机械系统的固有频率和振型,并进一步得到机械系统的振荡特性。

二、模态分析的基本步骤模态分析一般包括以下几个步骤:1. 系统建模:根据实际情况,将机械系统抽象为数学模型,包括质量、刚度、阻尼等参数。

2. 求解特征值问题:通过求解系统的特征值问题,得到系统的固有频率和振型。

3. 模态验算:将得到的固有频率和振型代入原始方程,验证其是否满足振动方程。

4. 模态分析:通过对系统的振动模态进行进一步分析,得到系统的动态响应和振动特性。

三、模态分析的应用模态分析在机械工程领域有广泛的应用。

主要包括以下几个方面:1. 结构优化设计:通过模态分析,可以评估机械系统的固有频率和振型,判断系统是否存在共振现象或其他异常振动情况,为结构设计提供依据。

2. 动力学特性分析:通过模态分析,可以了解机械系统的振动特性,包括固有频率、阻尼特性和模态质量等指标,为系统的动力学性能评估和优化提供依据。

3. 故障诊断与预测:模态分析可以用于机械系统的故障诊断和预测。

通过对机械系统振动模态的变化进行监测和分析,可以判断系统是否存在故障,并提前发现潜在的故障。

4. 振动控制技术:通过模态分析,可以了解机械系统振动的特征,并采取相应的振动控制措施。

比如调节系统的阻尼、改变系统的刚度等,来减小系统的振动幅度,提高系统的稳定性和工作性能。

四、模态分析存在的问题与挑战模态分析作为一种成熟的技术方法,仍然面临一些问题和挑战。

例如,模态分析需要对机械系统进行精确的建模,包括质量、刚度和阻尼等参数的准确度和全面性。

试论模态分析在工程结构中的应用

试论模态分析在工程结构中的应用

试论模态分析在工程结构中的应用论文关键词:模态分析振动动力特性模态控制主导模态论文摘要:模态分析是结构动态分析的一种手段,通过分析工程结构的动特性可建立结构在动态激励条件下的响应,预测结构在实际工作状态下的_上作行为及其对环境的影响。

0前言程结构跨度变得越来越大,结构的动力特性也就显得越来越重要,因此结构设计帅和上程技术人员也对它更加重视。

方面,通过对结构动力特性优化设计,使结构处于良好的上作状态,保证了结构的安全可靠性,延长了结构的使用周期和减少了对环境的厂几扰:另一方而,通过结构的动力特性可了解复杂结构的结构性能和技术性能,从而作出科学的技术评定。

运用结构动力特性解决程实际问题,需要有个桥梁―近20余年迅速发展起来的模态分析技术。

模态分析是结构动特性分析的,种手段,通过分析L.程结构的模态特性可建立结构在动态激励条件下的响应,预测结构在实际五作状态下的工作行为及其对环境的影响。

1模态分析理论1. l模态分析的实质模态分析实质是一种坐标系统的变换,目的在于把原在物理坐标系统中描述的响应向量放到所谓的“模态坐标系统”中描述,这一坐标系统每一个基向量恰好是振动系统的个特征向量,利用各特征向量之间的正交性,可使描述响应向量的各个坐标互相独立而无藕合,于是,振动方程是一组互无祸合的方程,各个坐标均可单独求解。

1.2模态分析的方法模态分析可分为实验模态分析与计算模态分析两种方法。

实验模态分析是采用实验与理论分析相结合的方法来识别结构模态参数(模态频率、模态阻尼、振型),用实验的方法来寻求模态振型以及描述响应向量的各个坐标,即模态坐标。

它对程结构的动态分析及优化设计有实用价值。

工程结构可视一系统,系统的动态特性是指系统随频率、刚度、阻尼变化的特性。

它既可用频域的频响函数描述,也可用时域的脉冲响应函数描述。

建立频响函数与模态参数之间的关系,以便识别模态参数,是模态分析的理论一项重要内容。

实验模态分析可分为两种不同的实验方法:正则振型实验法(NMT ):此法用多个激振器对结构同时进行正弦激励,当激振力矢量被调到正比f某一振型时,就可激励出某一纯模态振型,并直接测出相应的模态参数,不必再进行计算。

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模态分析在工程中的应用概述学号:XXXXXX 姓名:XXX模态分析是研究结构动力特性的一种近代方法,是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。

模态是机械结构的固有振动特性,每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。

这些模态参数可以由计算或试验分析取得,这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。

这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的,则称为计算模态分析(FEA);如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数,称为实验模态分析(EMA)。

通常,模态分析都是指实验模态分析。

振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。

如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一个易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性,就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。

因此,模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。

模态分析所寻求的最终目标在于改变机械结构系统由经验与类比和静态设计为动态、优化设计方法;在于借助试验与理论分析相结合的方法,对已有结构系统进行识别、分析和评价,从中找出结构系统在动态性能上所存在的问题,确保工程结构能安全可靠及有效地工作;在于根据现场测试的数据来这段及预报振动故障和进行噪声控制。

通过这些方法为老产品的改进和新产品的设计提供可靠的依据。

[1]模态分析是一项综合性技术,可以应用于各个工程部门及各种工程结构。

机器、建筑物、航天航空飞行器、船舶、汽车等的实际振动千姿百态、瞬息万变。

模态分析提供了研究各种实际结构振动的一条有效途径。

首先,将结构物在静止状态下进行人为激振,通过测量激振力与响应并进行双通道快速Fourier 变换(FFT)分析,得到任意两点之间的机械导纳函数(传递函数)。

用模态分析理论通过对实验导纳函数的曲线拟合,识别出结构物体的模态参数,从而建立起结构物体的模态模型。

根据模态叠加原理,在已知各种载荷时间历程的情况下,就可以预言结构物体的实际振动的响应历程或响应谱。

[2]模态分析技术的应用可以归纳为以下几个方面:评价现有结构系统的动态特性,在新产品设计中进行结构动态特性的预估及优化设计,诊断及预报机构系统的故障,控制结构的辐射噪声,识别结构系统的载荷。

[1]下面对近几年国内模态分析在工程中各个方面的应用分别进行概述。

1.评价现有结构系统的动态特性在处理结构的振动问题时,必须对其动态特性有全面的了解,而其动态特性通常用各阶模态参数(模态频率、模态振型和模态阻尼)来描述。

通过对结构的模态分析可以求得上述动态特性参数,从而评价结构的动态特性是否符合要求,并校验理论计算的准确性。

模态分析在评价现有结构系统的动态特性的应用及相关文献较多,以下选取其中具有代表性的几篇文献进行介绍。

米良、孙明楠等针对精密卧式加工中心动力学设计的需要,在对该加工中心导轨部件进行模态试验的基础上,提出了一种将模态实验数据与有限元分析模型相集成的导轨结合部动力学参数的优化识别方法,利用 DASP 系统对导轨部件进行了模态试验分析,得到了模态振型、固有频率和阻尼比;并以得到的试验数据为优化目标对结合部动态特性参数(接触刚度、接触阻尼)进行了优化搜索。

[3-4]赵维龙也对机床固定结合部动力学参数识别进行了研究,利用理论解析和模态试验相结合的方法对 CK5116 机床整机进行试验模态分析,获得含有固定结合部的装配体的固有频率和阻尼比,并且通过对激振力和响应的时域或频域分析,求得系统的传递函数。

[5]张洪研究了环境激励下的模态参数分析测试理论及辨识算法在铁路客车动力学研究中的应用,运用该技术分析影响在线运行客车性能的主要模态成分及其参数,研究铁路客车物理参数与模态参数以及模态参数与运行特性的关系,研究利用模态辨识技术来改进客车运行性能的途径和方法。

[6]张科在其博士论文中提出了基于广域测量系统的电力系统低频振荡模态分析的研究内容。

针对在使用FNET实际测量数据对美国东部互联电网低频振荡进行模态分析时出现的一系列问题,从三种低频振荡模态分析算法入手,对其内部特性进行充分研究,从而改进算法并且给出算法的参数设置指导及算法应用指导。

然后针对广域测量系统采集的输入信号包含噪声和非线性分量等特点,给出了输入信号参数设置的最优范围、采用时频分析技术选取合适数据段方法和多输入信号条件下的信号筛选方法以及由以上功能模块所组成的总体方案。

[7]2.在新产品设计中进行结构动态特性的预估及优化设计在新产品的设计中,通常采用有限元分析方法计算结构系统的动态特性,但是由于建立有限元模型时在边界调剂的处理及力学模型的简化上,往往与实际结构相差较大,这会导致动力分析结果失去使用价值,特别对于大型复杂结构,这种差距更大。

用模态分析所得的模态参数对有限元模型进行修改,使其更符合实际,进而提高有限元分析的精度。

王晓华在完成曲轴建模的基础上,对曲轴进行试验模态分析,并应用 ANSYS 有限元分析软件对该曲轴进行有限元模态分析,为曲轴进一步的强度分析和动态优化设计提供了重要依据。

[8]李校杨通过有限元模态分析探索了实现汽车尾气余热温差发电装置结构优化的方案,并依据分析结果提出了旨在提高装置振动特性的优化改进方案,实现了装置更加高效平稳地工作。

[9]朱军对XH786A加工中心整机设计方案的有限元模型进行了动力学分析,找出机床结构的薄弱环节,针对这些薄弱环节提出整机改进方案,采用元结构的方法对床身、立柱进行了结构动力学优化设计,采用拓扑优化以振型为依据对立柱进行结构动力学优化设计。

[10]3. 诊断及预报机构系统的故障利用结构模态参数的改变来诊断结构故障是一种有效的故障诊断方法。

静行综合运用独立分量分析、希尔伯特-黄变换等方法,结合传统模态分析理论来解决结构的模态参数识别与损伤识别,为发展新的工作模态参数识别方法,切实满足结构损伤识别和健康监测的需要进行了探索性研究。

在多自由度系统响应模态叠加法的基础上,探讨了多自由度系统动力响应的模态坐标与独立分量之间的关系,基于模态坐标独立性的分析结果,将ICA方法发展为一种利用振动系统响应时域信号进行工作模态参数识别的方法。

[11]丁北斗采用多种模态分析方法对采集到的基于环境激励的动测数据进行分析,形成一套获取结构模态参数的流程,以实现识别网架结构的真实模态;结合网架结构受力特点,研究了基于模态应变能的结构损伤方法,建立了基于模态应变能法的网架结构损伤识别理论;进行网架结构损伤识别数值分析和试验研究,尤其在役大型网架结构的数值分析与试验研究,对获取结构真实模态参数的可行性以及建立的损伤识别理论进行验证并总结网架结构的动力特性;研究在役网架结构安全性评定系统的组成、安全性评定指标的构成,建立在役网架结构安全性评定系统,并结合具体网架结构,组织该安全性评定系统的实施,以验证该系统的有效性,进而为后续研究网架结构的寿命评估、预测提供可靠的研究依据。

[12]倪松远以高密度聚乙烯基木塑复合板材为对象,从理论分析、试验测试、有限元模拟等多个角度较系统地研究木塑复合板材的固有频率、位移和曲率模态振型、动弹性模量等振动特性的变化规律,并结合BP神经网络对其缺陷实现定性、定位和定量辨识。

[13]4. 控制结构的辐射噪声结构辐射噪声实由于结构振动所引起的。

结构振动时,各阶模态对噪声的“贡献”并不相同,对再生共享较大的几阶模态称为“优势”模态。

抑制或调整优势模态便可降低噪声,而优势模态的确定必须建立在模态分析的基础上。

艾纳基在其博士论文中研究了模态分析方法在汽车消声器中的应用,通过UG建立消声器几何模型,并使用 Altairhyperwork- hypermesh划分网格,而后使用MSC.patran进行了模态分析,同时分析了结果的模态判定矩阵(MAC)分析了模态频率对消声器板厚度的灵敏度,通过模态灵敏度分析得到了一些对乘客不适的频率。

[14]袁卉平对气动扳手消声器进行了模态分析,计算出不同壁厚的情况下消声器的前10阶固有频率和振型,判断出消声器的工况,对消声器的动态特性进行了分析,提出对消声器的修改方案,达到降低噪声的目的。

[15]宋学敏对高速船的振动噪声实船试验的结果进行了分析,对船舶的模态进行了计算,运用全频段声学软件VAOne进行实船统计能量法模型的建模与仿真工作,预报高速船舱室噪声声压级水平,介绍了振动噪声的控制方法,对噪声贡献较大的子系统采取了噪声控制措施。

[16]5.识别结构系统的载荷某些结构在工作时所承受的载荷很难测量,这种情况下课通过实测响应和由模态分析所得的模态参数来加以识别。

这种方法在航空航天及核工程中应用较广。

许峰在其博士论文中对动载荷识别的理论及应用进行了研究,就动态载荷的非平稳特性对有关前沿理论作了系统研究,着眼于结构响应输出与频率响应函数间的关系,建立了一类单独利用响应数据进行动载荷及其位置识别的新颖理论体系与方法。

对动载荷识别的模态模型法及其精度作了详细分析,提出了基于广义域模态模型的动载荷识别方法,指出了重构冲击型载荷的技术关键和应该避免的问题。

[17]朱斯岩等通过取加速度测量自由度为结构模态归一化自由度的模态坐标, 建立了载荷识别的基本方程, 在时域进行载荷识别。

以识别出的载荷为激励力, 计算结构动响应, 将计算所得加速度和测量值在频域上进行比较, 根据两者差异改进识别出的载荷的频域成份, 并通过反变换获取最终时域的载荷识别结果。

其研究成果已成功应用于运载火箭动态载荷识别的工程实践。

[18]毛玉明针对高速运载飞行器结构在发射过程中经受恶劣载荷工况在时域内研究了动态载荷识别问题。

对载荷反演问题的不适定性进行了探讨,并提出了相应的解决策略;对载荷反演问题的精细建模进行研究;开展了动态载荷识别问题的实验研究;将提出的动态载荷识别技术应用于飞行器发射的实际工程,重构高速飞行器经受恶劣工况下的动态载荷,为后续高速飞行器结构的改进或新型飞行器的优化设计提供有效地载荷设计条件,并服务于火箭飞行器结构的振动控制和健康监测。

[19]参考文献[1] 傅志方.振动模态分析与参数辨识[M].北京:机械工业出版社,1990[2] 段虎明.试验模态分析的前端信号精度研究及虚拟式模态分析仪的研制[D].重庆:重庆大学,2008:1-2[3] 米良,殷国富,孙明楠,王小虎.基于结合部动力学特性的立柱-主轴系统动力学模型研究[J].农业机械学报,2011,42(12):203-207[4] 孙明楠,米良,干静,殷国富.数控机床导轨结合部动态特性参数优化识别方法研究[J].四川大学学报(工程科学版),2012,44(3):217-223[5] 赵维龙.机床固定结合部动力学参数识别的研究[D].兰州:兰州理工大学,2012:1-6[6] 张洪.基于运行模态识别的铁路客车动力学特性研究[D].上海:同济大学,2005:1-14[7] 张科.基于广域测量系统的电力系统低频振荡模态分析研究[D].武汉:华中科技大学,2011:1-16[8] 王晓华.发动机曲轴的CAD参数化设计及其模态分析[D].太原:中北大学,2012:1-6[9] 李校杨.汽车尾气余热温差发电装置模态分析[D].武汉:武汉理工大学,2012:1-5[10] 朱军.高速立式加工中心模态分析及结构优化设计[D].上海:上海交通大学,2009:1-12[11] 静行.基于独立分量分析的结构模态分析与损伤诊断[D].武汉:武汉理工大学,2010:1-15[12] 丁北斗.基于环境激励网架结构的模态分析与损伤识别研究[D].徐州:中国矿业大学,2010:1-17[13] 倪松远.基于模态分析的木塑复合板材振动特性研究与缺陷识别[D].哈尔滨:东北林业大学,2011:1-13[14] 艾纳基.汽车排气消声系统振动与模态分析[D].武汉:华中科技大学,2011:1-2[15] 袁卉平.气动扳手的噪声分析与控制研究[D].柳州:广西工学院,2011:1-7[16] 宋学敏.钢铝混合结构高速船振动噪声预报与控制研究[D].武汉:武汉理工大学,2012:1-9[17] 许峰.动载荷识别若干前沿理论及其应用研究[D].南京:南京航空航天大学,2002:1-2[18] 朱斯岩,朱礼文.运载火箭动态载荷识别研究[J].振动工程学报,2008,21(2):135-139[19] 毛玉明.动载荷反演问题时域分析理论方法和试验研究[D].大连:大连理工大学,2010:1-12。

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