第2讲 多自由度系统实模态分析
工程振动——模态分析、多自由度系统振动响应
1.复习模态分析理论 1.1单自由度系统频响函数（幅频、相频、实频与虚频、品质因子等） 系统的脉冲响应函数h(t)与系统的频响函数H(ω)是一对傅里叶变换对，与系统的传递函数H(s)是一对拉普拉斯变换对。即有： i ()()e d t H h t t ωω-∞ =? -∞ 1i () ( )e d 2π t h t H ωωω -∞ =?-∞ ()()e d 0 st H s h t t -∞ =? 1 i () ( )e d i 2πi st h t H s σωσ+∞=? -∞ 复频率响应的实部 2 1(/)R e [()]22 2 [1(/) ](2/)n H n n ωωωωω ξωω-= -+ 复频率响应的虚部 2/Im [()]22 2 [1(/)](2/) n H n n ξωω ωωω ξωω =- -+ 单自由度系统频响函数的各种表达式及其特征1 (w )2H k m w j k η=-+，对频响函数特征的描述 采用的几种表达式 1）幅频图：幅值与频率之间的关系曲线 2）相频图：相位与频率之间的关系曲线 3）实频图：实部与频率之间的关系曲线 4）虚频图：虚部与频率之间的关系曲线 5）矢端轨迹图（Nyquist 图） 1.2单自由度结构阻尼系统频响函数的各种表达形式 频响函数的基本表达式：11111 ()22222100 H m k k m j k j j ωω ηωωηωη = = ?=? -+-+-Ω+ 频响函数的极坐标表达式：()|()|j H H e ?ωω=，w H （） —幅频特性， a rc ta n 21η?? ? -= ? ? ?-Ω? —相频特性。 频响函数的直角坐标表达式： ()()() R I H H jH ωωω=+， ()() 211()222 1R H k ωη -Ω= ? -Ω+—实频特性， () 1()22 2 1I H k η ωη -=? -Ω+—虚频特性 频响函数的矢量表达式：()()()R I H H ωωω=+H i j 1.3单自由度结构阻尼系统频响函数各种表达式图形及数字特征 幅频特性：1|()|0H k ωη = 固有频率：0D ωω= 阻尼比：00 B A ω ωω ηω ω -?== 相频特性
视觉诗40-Love多模态意义的构建
视觉诗40-Love多模态意义的构建 摘要：视觉诗有一般诗歌所没有的视觉效果，传统的单模态分析方法不能照顾这一特点，多模态话语分析理论为可视诗研究提供了一套同时分析视、听和文字互相兼容的系统研究体系。本文在此基础上，以系统功能语言学和多模态话语分析为理论框架，对Roger McGough的可视诗40-Love进行模态分解、单模态意义构建、多模态意义整合的尝试性研究。 关键词：多模态化；模态分解；单模态意义构建；多模态意义整合；视觉诗 1 引言 董崇选指出真正以“形”取胜的诗可以统称为“视觉诗”( visual poetry) 。它自诞生以来一直都是诗坛争议最多的一种诗歌形式，有人批评它不够严肃。针对于此，张旭红认为一种诗歌形式的成功与否不仅在于诗人的创作技巧，更在于读者的解读技能。传统的分析模式局限于单一的言语信息，忽视构成可视诗歌这一特殊文学形式的其他符号系统的分析，因而无法充分地诠释创作者的创作意图。而兴起于20世纪90年代的多模态话语分析理论为视觉诗的研究提供了一套同时分析视、听和文字互相兼容的系统研究体系。但目前国内外在该项研究中都刚刚起步，现有的研究主要集中在影视、多媒体、海报、视觉广告功能文体分析及口语的研究上，其中张旭红采用该理论对视觉诗歌Me up at does 作了大胆的尝试，并取得了成功。针对于此，本文以40-Love为例，并借鉴张先生研究模式尝试对其进行多模态的文体分析。 2 多模态话语分析综述 模态(modality)是指交流的渠道和媒介，包括语言、技术、图像、颜色、音乐等符号系统(朱永生2007)。多模态(multimodal)是指除了文本之外，还带有
多模态话语分析理论在新媒介时代的应用
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/883210464.html, 多模态话语分析理论在新媒介时代的应用 作者：李妙晴 来源：《学理论·下》2009年第06期 摘要:20世纪90年代西方兴起的多模态话语分析,逐渐成为语言学研究的新热点之一。通 过回顾其在国外和国内的发展历史,重点解释了多模态话语与社会符号学的关系,并展望未来发展方向。 关键词:多模态话语分析;新媒介时代;社会符号学 中图分类号:H04文献标志码:A 文章编号:1002—2589(2009)14—0204—02 一、多模态话语分析理论 朱永生(2007),只使用一种模态的话语叫做“单模态话语”;同时使用两种或两种以上模态的话语叫做“多模态话语”。新媒介时代,语篇呈多模态化,20世纪90年代西方兴起的多模态话语分析(multimodal discourse analysis)为由多种符号组成的语篇分析提供了途径,帮助读者了解不同模态作为社会符号,如何共同作用构成意义,达到意义潜势,对提高人们多模式话语识读,具有积极的意义。多模态话语分析属于社会符号学的分支,Halliday的系统语言学作为基础,具有跨学科、应 用性强特点,能运用在语音文字、建筑、城市设计及规划、影视戏剧、音乐、PPT、教学和数据库广告、网站页面设计、大型演出及舞台表演、排版、音乐、教科书设计、教学等多领域,与 传媒学、批评话语分析等有紧密联系,已经影响了当今很多学科的研究方向,如阅读写作能力教育、传媒话语分析、文化研究等,对社会的经济能起直接的指导作用。该理论无论在国外还是 在国内都处于起步阶段,在国外已经有出版书目和召开国际会议,李战子(2003)首次引入了多模 态分析理论。 朱永生(2007),几个关键字的概念,模式(mode)、媒介(medium)与模态(modality)。模式指系 统功能语言学与话语范围(field)和话语基调(tenor)并列的语境三要素之一的话语模式,指交流渠道,如口头、书面、电子等。模态(modality)原指语言系统中讲话者对事物的或然性进行判断和事物的必要性表明态度的语义系统情态;这里指交流的渠道和媒介,包括语言、技术、图象、颜色、音乐等符号系统。媒介是表达信息的物理工具。采用某一种媒体仍可以有不同模式表达信息,同样的模式可以用不同媒体表达。 二、研究现状 辛志英(2008)大致有:社会符号学流派,包括O’Toole、Kress、Leeuwen、Lemke、 O’Halloran、Baldry Thibault和Ventola等;交互社会学流派,包括Scollon、Norris及Jewitt等;认知学流派,主要有Forceville和Holsanova等人。
多模态话语分析
“蓝·创未来”广告是2010年北京国际车展上大众汽车倾力打造的一幅环保广告，当时从车展现场到北京大街小巷的候车亭里都贴满了这幅广告。选择该广告作为个案研究对象的原因有三：第一，这则广告尽管构图非常简单，却具备了语言、图形和颜色三个模态；第二，这幅广告的独特之处在于，颜色模态居于主导地位，而非语言或图像模态；第三，这幅广告具有鲜明的时代意义。从2009年底的哥本哈根世界气候峰会到国家战略性新兴产业规划①的出台，从“十二·五”规划到2011年9月6日胡锦涛主席在首届亚太经合组织林业部长级会议上发表的题为《加强区域合作实现绿色增长》的致辞，都反映了我国政府实现节能减排、低碳环保、绿色经济的强大决心和战略部署。而我国汽车业也进入了开发新能源、打造新能源汽车的历史阶段。所以这则广告非常契合目前中国大力倡导绿色经济的国家战略，是很有代表性的现代环保广告，内容洗练，留给人们很大的想象和思考空间。 大众汽车集团（中国）总裁兼CEO范安德博士向记者介绍大众汽车品牌“Think Blue （蓝·创未来）”的理念 一、多模态和多元识读概念的产生以及目前大学生多元识读能力现状的调查 随着科学技术的进步和社会生活的日益丰富多彩，人与人之间的交流方式正在发生着巨大变化。在公共交流的很多方面，我们可以深深感受到语言符号以及其他传统习惯中被人们认为是副语言的图像、音乐、颜色等，越来越多地处于突出、甚至是一种优势和中心的地位（韦琴红，2009）。作为单一模态的语言为主导的交流时代已经发展到了多模态交流的时代。然而，丰富多彩的符号资源是如何参与意义构建（meaning making）的、符号系统之间存在何种关系、人们如何解读充满多元符号系统的文本或其他载体，这些亟待解决的问题于20世纪90年代催生了一个新的研究领域——多模态话语分析（multimodal discourse analysis）。基于此，多元识读能力的概念也就应运而生。多元识读能力（multiliteracy），也称多模态识读能力，是新伦敦小组（New London Group）于2000年提出的概念，指具有能阅读所能接触到的各种媒体和模态的信息，并能循此产生相应的材料，如阅读互联网或互动的多媒体。Spiliotopoulos对多元识读有更宽广的视野，认为它指人们能从多种信息传递和信息网络理解各种模态的语篇，能发展批评性思维的技能，能与他人合作并帮助他们发展跨文化意识。根据现有材料，多元识读能力是多层次的，其中最高层次的能力要求参与者不仅能识读语篇信息，能解释符号和图像，利用多媒体和其他技术工具，如互联网，实现意义构建、学习和与他人互动（胡壮麟，2007；韦琴红，2009）。 多模态话语分析的概念和理论研究还处于初始阶段，国内外只有少数专家、学者从事该领域的研究。目前，人们多元识读的意识还几乎没有建立起来。然而，对于担当未来社会文化传播主力军的大学生而言，进行多元识读能力的培养有着非常重要的现实意义和时代意义。 为此，笔者选取了“2010北京国际车展”的大众汽车“蓝·创未来”环保广告为研究个案，以问卷调查和访谈的形式调查了北京部分高校不同年级的近200名本科生，尤其是英语专业本科生，了解其多元识读意识和能力。根据调查和访谈结果，笔者对大学生对该则广告解读的情况进行了总结： 1.大约92%的学生都能解读出蓝色代表海洋、天空，象征着清洁、环保的未来。这也说明颜色在这则广告中发挥的重要作用。 2.只有大约2%的学生，提及了广告把文字和颜色结合了起来，能够想到“Think”表示行动，广告要求大家用环保的思维方式去思考，然后行动，还世界一片蓝天。 3.大约3%的学生认为这则广告中的蓝色代表自由，目的是激起人们自由弛骋的想象，这是对广告的错误解读。 4.还有大约3%的学生提出，这则广告信息量太少，如果教师不提示是大众汽车的广告，
各种模态分析方法总结与比较
各种模态分析方法总结与比较 一、模态分析 模态分析是计算或试验分析固有频率、阻尼比和模态振型这些模态参数的过程。 模态分析的理论经典定义：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵，其每列为模态振型。 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，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，则称为计算模记分析；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，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
模态分析方法搞清楚了结构物在某一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。 模态分析最终目标是在识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF 二、各模态分析方法的总结 （一）单自由度法 一般来说，一个系统的动态响应是它的若干阶模态振型的叠加。但是如果假定在给定的频带内只有一个模态是重要的，那么该模态的参数可以单独确定。以这个假定为根据的模态参数识别方法叫做单自由度(SDOF)法n1。在给定的频带范围内，结构的动态特性的时域表达表示近似为： ()[]}{}{T R R t r Q e t h r ψψλ= 2-1 而频域表示则近似为： ()[]}}{ {()[]2ωλωψψωLR UR j Q j h r t r r r -+-= 2-2 单自由度系统是一种很快速的方法，几乎不需要什么计算时间和计算机内存。 这种单自由度的假定只有当系统的各阶模态能够很好解耦时才是正确的。然而实际情况通常并不是这样的，所以就需要用包含若干模态的模型对测得的数据进行近似，同时识别这些参数的模态，就是所谓的多自由度(MDOF)法。 单自由度算法运算速度很快，几乎不需要什么计算和计
有关模态分析
1)自由和约束模态分析只是边界条件不同的两种模态分析而已； 2)在实际工程问题中，自由和约束两种边界条件均广泛存在，如飞机、火箭、导弹等为自由边界条件，而机床架、高层建筑等为约束边界。 3)解决工程问题的最终有限元模型分析应与工程实际的边界条件相同（或向近似）！如飞机用自由模态分析其动力学稳定问题，以便确定飞行品质。机床架用约束模态分析其动响应问题。 4)但有限元模型不是凭空而来的，更不是一经建立便与实际结构固有特性相吻合，它必须是建立在结构设计数据和结构试验数据基础之上的。其模型修改过程的模态分析方式应与试验边各界条件相吻合或近似。 5)结构的模态是与结构本身的特性和约束有关的，至于需要求解自由模态还是约束模态，完全取决于工作的需要，模态分析时的约束方式应与实际工作条件下一致，当然，如果工作时结构没有约束，如飞机、火箭等，则需要进行自由模态分析。 6)在进行自由模态分析时，可能会得出前几阶固有频率为0，这些为0的固有频率为刚体模态。 7)自由模态和约束模态不能被认为是“带约束的模态是自由模态的子集，约束后，模态数变少”，模态数与系统的自由度数量有关，与约束无关，自由模态和约束模态并没有什么谁包含谁的概念。 8)自由模态和工作模态的作用完全一样，都用于结构的模态分析，自由模态分析的对象主要是无约束的结构，如火箭、飞机等；约束模态分析的对象是有约束的结构。 需要纠正的是“自由模态分析在于了解你设计的结构自身的一些固有特性，而约束模态分析是你这个结构用于工程时实际的约束边界”这句话是错误的！ 对于一些结构系统实验或计算很难模拟实际自由状态，那么不得不增加的约束也是尽量的对实际状态产生较小的影响。比如飞机、火箭等本来就是自由状态的，采用子结构实验时通常是需要人为的增加约束边界，模拟时当然也需要加。 如果试验频率和分析模型频率接近，是不是分析模型就正确？ 你有对比过模态振型吗？这非常重要，需要讨论。 这是另一个经常让人们混淆的领域。多数时候，人们开发有限元模型，并希望开发出来的模型是合适的。经常，进行实验模态测试的唯一目的是为了检验有限元模型的准确性。 开发出来的有限元模型有许多假设，涉及到许多方面的问题： —怎样建立结构模型； —使用的材料属性是多少； —连接和接触是怎样建模的； …这样的清单举不胜举。
多模态批评话语分析
多模态批评话语分析 随着互联网和多媒体的迅速发展和广泛应用,语言文本不再是交际的唯一手段,图像、手势、动作、颜色、声音等其他非语言符号也成为信息传递的重要方式。我们生活在一个由多种符号资源构成的社会中,意义的构建不再单纯依靠语言文本,而是越来越依赖各种符号资源的整合。人类交流所依赖的媒介和渠道被称之为“模态”(modality),例如:语言、声音、颜色、图像、手势等符号系统。作为人类的一种重要交际行为,话语自然具有多模态性。传统的话语分析以大于句子的语言单位作为研究对象,对实际使用中的语言进行观察和分析,研究语言的组织结构、使用特点、语法规律、语言中的制约因素等内容,忽略了能够传递大量重要信息的其他非语言符号。可见,传统的话语分析已经不能满足人们的实际交际需要,多模态话语分析符合当下信息时代发展的要求和趋势。多模态话语分析为人类理解丰富多彩的符号系统提供了新视角,目前已发展成为一种重要的话语分析方式。像语言一样,视觉符号和声音符号貌似正常或中立(平淡无奇),实则隐含着个人或社会团体的不公正、偏见和歧视。因此,在多模态话语分析中,我们应坚持批评的立场,给予非语言模态符号足够的重视,关注其中含而不露的意识形态意义,尤其是那些被人们习以为常的思想和观点。在多模态话语和批评话语分析互相影响
和借鉴的基础上,多模态批评话语分析应运而生。 20世纪90年代,多模态话语分析在西方开始兴起,引起越来越多语言学家的关注。传统意义上的话语分析注重分析语言符号系统和语义结构本身,忽略了对其他符号系统(例如:图像、声音、颜色、手势等)的研究。随着现代科学技术的发展,人类交际开始依靠多种模态共同完成,包括图像、音乐、声音、颜色等。而这种运用语言、图像、声音、动作等多种符号资源进行交际的现象就是“多模态话语”(multimod aldis-course)。学界对交际中出现的图像、手势、姿态以及空间的运用也产生了浓厚兴趣。学者们认识到,对于意义理解不仅需要对话语语言的分析,更要对独立或相互依赖的其他符号资源进行研究。法国语言学家BarthesRlando是最早从事多模态话语分析研究的学者之一。他在1977年发表的论文《形象的修辞》中探讨了图像在表达意义上与语言的相互作用[1]。Kress和VanLeuwene[2][3][4](P343-368)[5](P35-50)作为社会符号学的代表研究了模态与媒体的关系,在系统功能语言学的基础上,构建了视频话语的分析模式和多模态话语分析框架,探讨了多模态符号表达意义的现象,包括视觉图像、颜色语法以及报纸的版面设计和不同媒介的作用等方面。2007年,朱永生[6](P82-86)提出了两种多模态话语的识别标准:(1)同时使用两种模态的话语叫做“多模态话语”;(2)只涉及一种模态,但包含两个或更多符号系统的话语也是“多模态话语”,比如:视觉
某汽车排气系统的有限元分析
Internal Combustion Engine & Parts 某汽车排气系统的有限元分析 王雷 (一汽-大众汽车有限公司佛山分公司，佛山528237 ) 摘要：首先建立排气系统的三维数模，然后根据需要进行网格划分，通过有限元的方法对某汽车排气系统进行流场和振动特性分 析，探索其尾气处理效率和在振动条件下的耐久性。 关键词：排气系统;有限元;流场；耐久性 0引言 汽车排气系统在尾气处理方面起到了不可代替的作 用，与发动机直接相连的岐管和催化器是排气系统中相对 独立的重要组成部分，也是本文的研究对象。排气系统的 流场均匀性直接影响到尾气的处理效率。另外排气系统受 到发动机激励的极大影响，其振动特性也直接影响耐久 性。本文利用有限元仿真，通过流场分析和模态分析，探索 其流场均匀性和振动耐久性。 1建立几何模型 首先通过测量，利用三维建模Catia软件，建立排气系 统的三维数模，如图1，包括排气歧管罩和支撑结构。 图1排气系统总成三维数模 2划分三维有限元网格 采用HyperMesh软件，进行有限元分析预处理，即对 壳体机构和流过的废气进行有限元网格划分。 只保留与尾气接触的壁面，进行二维网格划分，然后 自动生成流体网格模型。对催化器部分，忽略内部的载体 和垫层，只留取管壁，生成管壁三维网格数模，如图2。 图2流体与管壁有限元三维网格数模 3参数设定 3.1出入口边界 将废气看作理想气体，入口速度均匀分布，为10m/s，进气温度为860益，出口处压力为22MPa。 3.2管壁 管壁设为光滑、非渗透性，没有滑移，壁面散热系数为 11000W/s*m2，外界温度为25益。管壁材料弹性模量E= 2.1GPa，泊松比滋=0.3,材料密度p=7.85g/cm3。 作者简介：王雷（1986-),男，山东金乡人，研究生，毕业于重庆大学，研究方向为汽车振动。 3.3催化器载体 蜂窝载体是由许多大小相同的方形管道组成，管道的 直径远小于载体的直径，故可把载体设成多孔介质模型。二次阻力系数为650kg/m
_喜羊羊与灰太狼之虎虎生威_的多模态话语分析
20世纪90年代西方兴起了多模态话语分析，为 由多种符号组成的语篇分析提供了途径。此种分析方法能帮助读者了解不同模态作为社会符号如何共同作用构成意义，达到意义潜势，对提高人们多模式话语识读具有积极的意义。随着科技的不断进步，人们的生活越来越丰富多彩，各种多媒体充斥着人们的生活，多模态话语分析也越来越多地被应用于影视戏剧、电视广告、FLASH 、大型演出及舞台表演等等。本文拟以功能语言学理论和视觉语法为基础，结合声音系统，以电影语篇目前最为流行的《喜羊羊与灰太狼之虎虎生威》（下简称《虎虎生威》）为例进行多模态话语分析，旨在提高人们多模态话语识读能力及为观众赏析此电影提供一个新的视角。 一、理论背景 1.多模态语篇 朱永生提到了识别多模态语篇的两个判断标准。首先是看涉及的模态种类的多少。[1]模态指交流的渠道和媒介，包括语言、技术、图象、颜色、音乐等符号系统。准确地说，有视、听、嗅、触、味五个感官，五种交际渠道，即“五个模态”。例如看电视时，我们通过视觉模态观看电视画面，通过听觉模态收听声 音。其次，判断多模态语篇还可以看涉及符号系统的多少。例如小说中的插图，通常情况下只涉及一种视觉模态，但它还包含文字、图画、色彩的变化以及印刷体式的调整等。再如，电视广告，不仅包含视觉模态，还有听觉模态。简而言之，多模态语篇就是指涉及多种感知模态或由一种以上符号系统共同编码构建整体意义、传递信息的文本。 2.多模态话语分析 多模态话语分析的主要理论基础是Halliday 创立的系统功能语言学理论，其出发点是语言是社会符号。Halliday 认为语言系统中有三个用来表示功能意义的元功能，或称纯理功能：概念功能、人际功能和语篇功能。其中概念功能指语言对人们在现实世界(包括内心世界)中各种经历加以表达的功能，人际功能指讲话者运用语言参加社会活动的功能，语篇功能指语言用于组织信息的功能。Halliday 建构功能语法的目的是为语篇分析提供一个理论框架，这个框架可以用来分析英语中任何口头或书面语篇。 [2]32 Kress 和van Leeuwen 以halliday 的系统功能 语言学理论为基础，在将图像也看作社会符号的前提下，将Halliday 功能语言学中的纯理功能思想延 收稿日期：2010-12-17 作者简介：郭思斯（1986-），女，河北石家庄人，硕士研究生，主要从事英语语言学研究。 《喜羊羊与灰太狼之虎虎生威》的多模态话语分析 郭思斯 （南京师范大学外国语学院，江苏南京 210097） 摘 要：由于电影话语分析涉及到图像、音乐、语言、声音、文本等多种符号模态，以往人们常从 文学评论、电影评论、心理学、美学等宏观角度出发对其进行探讨，而较少使用以语言学为切入点的语篇分析方法。通过从再现意义、互动意义和构图意义上讨论电影《喜洋洋与灰太狼之虎虎生威》中虎威太岁拜年的图像意义表达方式，从电影的角度分析虎威太岁出场的场景、场面调度、画格，从动 画的独特特点分析该电影中各个动画人物色彩等各级阶符号，以及从图像、文字如何与听觉模态音乐等互动方面分析其背景音乐及片尾插曲，可以发现多模态话语分析理论在动画电影分析中具有可行性。 关键词：多模态话语分析；动画电影；图像符号系统；声音符号系统中图分类号：H0-06 文献标识码：A 文章编号：1673-1972（2011）02-0098-04 第13卷第2期石家庄学院学报 Vol.13，No.22011年3月 Journal of Shijiazhuang University Mar.2011
运用hypermesh进行模态分析
1 引言 系统的模态参数（模态频率、模态阻尼、振型）对系统的动态分析和优化设计具有实用价值。通常由试验模态分析和计算模态分析两种方法。但由于受实验条件和时间的限制，组织实施往往比较困难，而且在测量次数，测量数据的处理准确性方面也难以得到充分的保证,在设计阶段难以实现。基于虚拟样机技术的虚拟实验方法在履带车辆箱体类零部件模态参数测量方面在设计阶段就能为方案优化提供指导，缩短产品开发周期，节省费用。因此，开展在虚拟环境下测试箱体类零部件的模态参数研究与探讨并扩展其应用具有重要意义。本文以某型履带车辆传动箱设计为例，应用HyperMesh为前处理软件，对其进行了有限元网格的划分，进而对箱体的模态进行了分析。 2 箱体有限元模型的建立及模态分析 首先依据传动箱体的尺寸，建立箱体的三维实体模型。利用HyperMesh对传动箱体的实体模型进行有限元网格划分，箱体的材料为铝合金，其密度为 2.66e33kg/m3，泊松系数为0.31，杨氏模量为7.7e72N/m2，强度极限为176.4MPa。整个箱体共划分76151个4面体单元，22262个节点。在此过程中，还必须考虑到箱体有限元模型建立后与各传动轴之间的连接，即柔性体与刚体间的连接。传动箱各轴都是通过轴承与箱体连接的，笔者在有限元模型中应用多点约束（MPC，Multi-point Constraint）来模拟轴承的作用。所谓多点约束是将某节点的依赖自由度定义为其他若干节点独立自由度的函数。多点约束可以用于不相容单元间的载荷传递，表征一些特定的物理现象，比如刚性连接、铰接、滑动等。笔者在箱体有限元模型中各轴孔的中心点处建立一个虚拟杆单元，如图1所示。轴孔内表面各节点的自由度则依赖于对应的虚拟杆单元。各传动轴与箱体间的约束也是在对应的虚拟单元处建立，各传动轴上的作用力则通过相应的虚拟杆单元和多点约束作用于箱体之上。文中建立的包括轴承模型的传动箱箱体有限元模型如图2所示。
排气系统设计指南
编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤 飞华、倪强 版次：00 第1 页共22 页 排气消声系统设计指南 编制： 校对： 审核： 批准： 汽车工程研究院
编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤 飞华、倪强 版次：00 第2 页共22 页目录 一、主题与适用范围 1、主题 2、适用范围 二、排气消声系统的总成说明及功用 三、设计应用 1、设计规则和输入 2、设计参数的设定 2.1 尺寸及重量 2.2 排气背压 2.3 功率损失比 2.4 净化效率 2.5 加速行驶车外噪声 2.6 插入损失以及传递函数 2.6.1 插入损失 2.6.2 传递函数 2.7 尾管噪声 2.8 振动 3、系统及零部件的设计 3.1 系统布置 3.1.1 布置原则 3.1.2 间隙要求 3.1.3 吊钩位置的选取 3.2 消声器的容积确定 3.3 排气管径的选取 3.4 消声器 3.4.1 消声器的截面形状 3.4.2 消声器内部结构 3.5 净化装置 3.6 补偿器 3.6.1 波纹管 3.6.2 球形连接 3.7 橡胶吊环 3.8 隔热部件 3.9 材料选择 3.9.1 排气管、消声器内组件
编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤 飞华、倪强 版次：00 第3 页共22 页 3.9.2 消声器外壳体 四、排气消声系统的设计开发流程 五、参考文献列表
编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤 飞华、倪强 版次：00 第 4 页 共 22 页 一、主题与适用范围 1、 主题 本指南规定了与汽车发动机相匹配的排气消声系统的系统匹配，零部件设计以及开发的流程等。 2、 适用范围 本指南适用于奇瑞所有装汽油或柴油发动机的M1类车的排气消声系统设计 二、排气消声系统的总成说明及功用 排气系统包括排气歧管、排气管、排气净化装置、排气消声装置等。一般地，排气系统具有以下一些功用： 1、引导发动机排气，使各缸废气顺畅的排出； 2、由于排气门的开闭与活塞往复运动的影响，排气气流呈脉动形式，排气门打开时存在一定的压力，具有一定的能量，气体排出时会产生强烈的排气噪声，因此在排气系统装有排气消声器来降低排气噪声； 3、降低排气污染物CO,HC,NO X 等的含量，达到排气净化的作用； 注：在本指南中，我们将只介绍排气管和排气消声装置的详细设计，对排气歧管的详细设计具体见发动机设计科编制的排气歧管设计指南，对于排气净化装置的详细设计具体见电控科编制的排气净化设计指南。 典型的排气消声系统如图1所示： 图1 三、设计应用 1、设计规则和输入 1.1 排气系统能很好的将废气顺畅排出，满足发动机的排气背压，功率损失比的要求。 排气管 排气净化装置 副消声器 主消声器
某排气系统频率响应强度与模态分析
10.16638/https://www.360docs.net/doc/883210464.html,ki.1671-7988.2018.21.016 某排气系统频率响应强度与模态分析 邱星1,2,3，贾慧芳1,2,3 （1.江铃汽车股份有限公司产品开发技术中心，江西南昌30052；2. 江西省乘用车结构设计工程研究中心，江西南昌30052；3. 江西省汽车噪声与振动重点实验室，江西南昌30052） 摘要：采用频率响应方法对某排气系统进行强度分析，获取各个部件的应力分布情况，其分析结果表明其最大应力为34.8MPa，满足强度要求。基于模态分析理论对该排气系统进行约束模态分析，得到了其横向摆动模态阵型、垂向摆动模态阵型、一阶垂向弯曲模态阵型和一阶横向弯曲模态阵型，其模态频率也处于发动机激励频率范围之外，满足模态要求。 关键词：排气系统；频率响应；强度；模态 中图分类号：U464.134.4 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)21-45-03 Frequency Response Strength and Modal Analysis of Exhaust System Qiu Xing1,2,3, Jia Huifang1,2,3 ( 1. Product Development & Technology Center, Jiangling Motors Corporation Limited, Jiangxi Nanchang 330052; 2.Passenger car structure design Engineering Research Center of Jiangxi Province, Jiangxi Nanchang 330052; 3.Key Laboratory of Automobile Noise and Vibration of Jiangxi Province, Jiangxi Nanchang 330052 ) Abstract:The exhaust system was strength analysised by adopting frequency response method, the stress distribution of each component were obtained, the analysis results showed that the maximum stress was 34.8MPa. it could meet the strength requirements. The exhaust system was constrained modal analysis based on modal analysis theory, the lateral swing mode formation, vertical swing mode formation, first order vertical bending mode formation and first order transverse bending mode formation were obtained, and their modal frequencies were out of the engine idle frequency, so it could meet the modal requirements. Keywords: exhaust system; frequency response; strength; modal CLC NO.: U464.134.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)21-45-03 引言 排气系统与发动机连接，同时通过吊耳与车身连接，其振动是影响整车NVH性能的主要因素，发动机的振动和路面的随机振动传递给排气系统，使车体产生振动和噪声因此会影响整车的舒适度以及排气系统附属部件的疲劳强度。排气系统包含了非常复杂的弹性元件和刚性连接，属于多自由度复杂系统模型，往常的理论方法难以对其进行准确分析，因此需要采用更科学的建模方法和分析技术对排气系统进行分析。现采用有限元分析理论以及频率响应分析方法对某排气系统进行强度分析，获取其各个关键位置的应力分布，预防其发生疲劳风险，同时对其进行约束模态分析，获取其各阶的模态频率。 作者简介：邱星（1982.04-），男（汉族），湖南衡阳人，中级工程 师，硕士，江铃汽车股份有限公司，主要从事结构强度耐久分析工 作。 45
模态分析多种方法
模态分析 - 简介 专业模态分析，包含多种经典和最新理论方法，支持各种模态试验方法。目前已经在国防军工、教学科研、土木建筑、机械、铁路交通等各行业得到了非常广泛的应用，成功完成了大量的模态试验任务，包括航天器、军械、卫星、汽车、桥梁、井架、楼房等等，受到广大用户的高度评价. 主要特点 * 模态类型 可完成位移模态和应变模态的试验分析,可直接输出含有模态质量、刚度、阻尼、留数、振型、相关矩阵校验系数的模态分析报告。 * 多种方法 支持各种试验方法，SIMO(单输入多输出)、MISO(多输入单输出)、MIMO(多输入多输出)、ODS(运行状态变形)、OMA(环境激励模态)等 * 变时基 专利技术，可进行大型低频结构的脉冲激励模态试验。 * 自动化模态分析（一键求模态）领先技术 利用创新的模态指示函数，一键即可得到专家级的模态分析结果 * 可视化结构生成和彩色三维振型动画（点击进入详细介绍） 结构输入：可视化的CAD输入系统，点击鼠标即可完成 振型动画：三维彩色动画，多模态多视图旋转显示，输出AVI文件 * 仿真分析 可以进行板、梁的仿真模态分析，适合于模态分析理论的教学和学习。 1.基本模态软件 基本部分可完成位移模态分析，支持SIMO、MISO、OMA方法，具有变时基专利技术，可视化的结构生成和彩色振型动画显示，以及仿真分析功能。 模态拟合方法提供六种频域方法和ERA特征值实现算法，ERA方法既可以完成激励可测的经典模态分析，又可以进行激励不可测的环境激励模态分析。 2. 时域法模态分析（适合于环境激励模态）(选件) 三种时域拟合方法(随机子空间法SSI,特征系统实现算法ERA,复指数法Prony)，更适合大桥楼房等环境激励模态 3.EFDD模态分析（适合于环境激励模态）(选件) 增强的频域分解法，国际最新发展的方法，分析过程简明，操作简单，不易产生虚假模态。
单自由度弹簧振子模态分析
单自由度弹簧振子模态分析 指导老师：马培勇 学生姓名：周葵 学号：2012216560 班级：过程装备与控制工程一班
目录 一、课题研究背景_____________________________________________________________ 1 二、课题主要研究内容和方法___________________________________________________ 3 三、创建三维建模_____________________________________________________________ 3 四、模型参数Ansys分析 _______________________________________________________ 4 五、添加弹簧后的模型_________________________________________________________ 4 六、模型的振形与固有频率Ansys分析 ___________________________________________ 5 七、公式验算_________________________________________________________________ 5 八、总结_____________________________________________________________________ 6
一、课题研究背景 弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。亦作“弹簧”。一般用弹簧钢制成。弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。 按受力性质，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧，按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等，按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。普通圆柱弹簧由于制造简单，且可根据受载情况制成各种型式，结构简单，故应用最广。弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等，常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法，大于8 毫米的用热卷法。有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理，可提高弹簧的承载能力。 弹簧振子是一种简谐振子。 它的典型结构是由一个一端固定， 质量可以忽略的弹簧和连在它另一 端（自由端）与一个跨在气垫导轨 上的滑块相连，如图1，这样类似 的系统称为弹簧振子。
模态分析(modal)
模态分析（modal ） 1.概述（Modal and Modal (SAMCEF)） 模态分析可以得到结构或者是机器组件的振动特性，包括固有频率和相应的振型。 模态分析可以为其他的分析类型的服务，比如对于一个接触分析，它可以检测结构在无约束的情况下的振动特性（自由模态分析），从而作为接触分析的参照。除此之外，模态分析作为后续动力学分析的基础，比如谐响应分析，谱分析，随机振动分析。模态分析得到的结果（固有频率和振型）是在动载荷的作用下，结构设计的重要参数。 You will configure your modal analysis in the Mechanical application, which uses either the ANSYS or the SAMCEF solver, depending on which system you selected, to compute the solution. 你将在Mechanical application 中完成模态分析过程，你可以选择ANSYS 或者 SAMCEF 的求解器计算你的分析结果，取决于你所选择的系统。 You can also perform a modal analysis on a prestressed structure, such as a spinning turbine blade.Prestressed modal analysis requires performing a static structural analysis first. 你也可以在存在预应力的情况下进行模态分析，比如说旋转的涡轮叶片。但是，在这之前，需要对结构进行静力学分析。 If there is damping in the structure or machine component, the system becomes a damped modal analysis. For a damped modal system, the natural frequencies and mode shapes become complex. 如果结构或者机器组件中存在阻尼，系统就变成阻尼模态分析，对于阻尼模态分析，固有频率和振型变得更加复杂。 For a rotating structure or machine component, the gyroscopic effects resulting 模态分析定义.doc
模态分析方法与步骤
模态分析方法与步骤 一、模态分析包括下列6种方法： 1.降阶法(reduced householder method)： 该方法为一般结构最常用的方法之一。其原理是在原结构中选取某些重要的节点为自由度，称为主自由度(master degree of freedom)，再用该主自由度来定义结构的质量矩阵及刚度矩阵并求出其频率及振动模态，进而将其结果扩展至全部结构。在解题过程中该方法速度较快，但其答案较不准确。 主自由度的选择依照所探讨的模态、结构负载的情况而定： a. 主自由度的个数至少为所求频率个数的两倍。 b. 选择主自由度的方向为结构最可能振动的方向。 c. 主自由度节点位于较大质量或转动惯量处及刚性较低位置。 d. 如果弯曲模态为主要探讨模态，则可省略旋转自由度。 e. 主自由度的节点位于施力处或非零位移处。 f. 位移限制为零的位置不能选为主自由度节点，因为这种节点具有高刚性的特性。 可以用M命令来定义主自由度。此外，也可由ANSYS自动选择自由度。 2. 次空间法(subspace method)： 通常用于大型结构中，仅探讨前几个振动频率，所得到结果较准确，不需要定义主自由度，但需要较多的硬盘空间及CPU时间。求取的振动模态数应该小于模型全部自由度的一半。 3. 非对称法(unsymmetrical method)： 该方法用于质量矩阵或刚度矩阵为非对称时，例如转子系统。其特征值(eigenvalue)为复数，实数部分为自然频率；虚数部分为系统的稳定度，正值表示不稳定，负值表示稳定。 4. 阻尼法(damped method)：
该方法用于结构系统具有阻尼现象时，其特征值为复数，虚数部分为自然频率；实数部分为系统的稳定度，正值表示不稳定，负值表示稳定。 5. 区块法(block lanczos method)： 该方法用于大型结构对称的质量及刚度矩阵，和次空间方法相似，但收敛性更快。 6. 快速动力法(power dynamics method)： 该方法用于非常大的结构（自由度大于100,000）且仅需最小几个模态。该方法质量矩阵采用集中质量法。 二、模态分析的步骤： 1. 模型建立。模态分析是线性分析，如果在分析中指定了非线性单元，程序在计算过程中将忽略其非线性行为，故模态分析尽可能选用线性单元。在材料特性中密度DENS一定要定义，以构建质量矩阵；另外必须指定弹性模量EX。材料的性质可以是线性的、非线性的、恒定的或与温度相关的，但非线性性质将被忽略。 2.进入/SOLU中定义模态分析，声明模态分析方法，结构外力负载（通常指结构约束条件，如果有结构外力，则是预应力问题），主自由度的选择（如选用降阶法）。求解，退出/SOLU。 3. 再进入/SOLU，将所得结果扩展至全结构，求解，并保存至结果文件以便在后处理器中检查结果。 4. 进入/POST1检查结果。 也可以将求解与模态扩展合并在一起，定义完模态分析相关参数后，不求解，先定义模态扩展，然后再求解。