基于β分布随机数排序的非高斯振动模拟方法

研究了按自谱和峭度产生非高斯随机波形的窗函数调制方法。引进了表征非平稳非高斯随机振动的新参数——跌宕周期,提出了重构非高斯随机振动的新方法——β分布随机数重新排列技术。新的重构方法既可以生成平稳非高斯随机序列又能生成非平稳非高斯随机序列。分析典型结构在非高斯振动激励下的响应,研究跌宕周期对累积损伤的影响,数值计算结果与物理试验结果一致。     

非高斯多维随机振动分析

在文中介绍了用乘积模型表征非平稳非高斯随机振动的方法。在乘积公式中,载波控制自谱和互谱,调制波控制峭度和跌宕周期。一个计算模型用以模拟航天结构承受两点加速度激励的应力响应和累积损伤。计算结果表明两个模型适合用作非平稳非高斯多维随机振动的分析。     

非高斯随机振动的分析基础

本文试图建立非高斯随机振动综合的分析基础。分析了基于运载火箭外场振动环境的形成机理,用乘积模型关联了非高斯随机波形的表征、分解与重构。典型的振动载荷包括火箭噪声、压力振荡和路面不平引起的随机振动。时间历程的功率谱、峭度和跌宕周期作为形成非高斯随机波形的控制参数。通过以累积损伤为判据的数字仿真,比较了不同重构信号的模拟程度。结果表明基于β分布随机数排序生成非高斯振动的模拟效果与原信号的最接近。     

非平稳随机振动与烈度控制

本文阐述了随机振动试验的变烈度控制原理。基于高斯载波调制时间窗的乘积模型,研究了火箭非平稳随机振动的表征、分解和再造,形成了统一的分析、综合和试验控制的算法。以累积损伤谱为判据,用典型信号比较了几种等效模拟方法的效果,得到了肯定的结论。     

基于实测的古斯塔夫飓风非平稳特性分析

根据美国路易斯安娜州立大学飓风研究中心对古斯塔夫(Gustavo)飓风的实测资料,首先采用传统方法统计出不同高度处强风的基本参数特性,然后运用轮次法对不同高度、时距和起始点的风速样本进行非平稳特性检验,最后基于希尔伯特-黄变换(HHT)方法对于呈现非平稳特性的风速序列进行经验模式分解(EMD)和时-频-谱联合特征分析.分析发现,飓风的湍流强度和积分尺度较良态风场相差较大,并且其平均风速也极不稳定;通过轮次法对不同高度和时段的风速时程检验发现,非平稳特性与高度和统计时段大小密切相关,相应的10min时距的风速样本也存在非平稳特性;HHT对非平稳风速序列分析结果表明,飓风的非平稳特性主要是由时变的平均风速引起,其能量和频率随着时间的变化明显,并且主要能量集中在0.05~0.2Hz频段内,但EMD分解和Hilbert谱结果表明高频能量同样不能忽略.最终得出的结论为:基于传统的分析方法可以很好地获得基于平稳假定的飓风统计参数,但不能获取其非平稳信息,而轮次法和HHT方法是识别非平稳和分析其时频谱联合特性的良好方法.     

军用车辆运输振动分析

本文从非高斯随机过程角度,统计处理了军用车辆跑车试验典型振动信号,证实了振动烈度与车速的紧密相关性,并举例说明峭度和跌宕周期是表征运输随机振动的重要参数。基于数据处理结果,形成基础加速度输入和应变输出的系统传递率函数,并依据三参数的统计结果,重构出稳态和瞬态非高斯振动加速度时间历程。利用重构信号计算应变响应,使用雨流计数计算累积损伤大小,通过与实测结果对比表明,只要峭度和跌宕周期得到精确控制,重构非高斯随机振动波形就能达到和原信号一样的效果。     

非线性系统对路面非平稳激励的响应分析

在分析总结已有实测资料的基础上,本文提出了路面不平度统计描述的Ornstein-Uhlenbeck过程模型,又引入伊腾随机微分方程,使问题的分析得以简化。 将系统的运动微分方程通过非线性交换从时间域转化到空间域,由此得到一个以空间距离坐标为自变量的变参数非线性方程,时间域内的一般非平稳高斯激励则变换为空间域内容易处理的调幅高斯激励。 本文还提出了非线性多自由度系统在非平稳随机激励和确定性外力的共同作用下,响应分析的等价线性化方法。 最后通过算例,将按本文提出的近似方法计算的结果与Monte-Carlo计算机模拟实验结果,在精度及经济性两方面进行了比较,说明本文发展的近似方法具有一定的工程实用价值和理论意义。     

航空发动机振动信号的计算阶比分析

为了分析航空发动机试车过程中的非平稳振动信号,本文采用基于谱细化和校正技术的计算阶比分析.当发动机转速变化较大,振动信号非平稳严重时,高精度地提取出了特征分量的参数.文中给出了具体的计算过程,并给出了实例分析结果.     

机载设备可靠性试验归纳方法研究

在可靠性振动试验的归纳方法中。可靠性试验时间取为典型的一次飞行所经历的时间。本文将时-频分析的思想引入到机栽设备可靠性振动试验的归纳方法中，以某型刚性模拟弹飞行实测数据为对象。获得了可靠性振动试验谱型和试验时问。结果表明，基于时-频方法确定的可靠性试验时间短于典型的一次飞行时间，提高了机栽设备地面试验的效率。     

大型双曲冷却塔表面脉动风压随机特性——非高斯特性研究

为了系统研究大型双曲冷却塔表面脉动风压分布特性,进行单个冷却塔刚体模型风洞动态同步测压试验,对冷却塔表面脉动风压的非高斯统计特性进行了系统的研究.根据测点风压时程及其概率密度分布曲线,对具有非高斯分布特性的局部区域作出判断,从风压信号的时空间相关性入手,结合中心极限定理讨论了局部区域呈现非高斯特性的原因;并基于测点风压信号概率密度曲线的斜度及峰态值对典型断面的测点风压进行非高斯特性描述,给出了划分非高斯区域的标准,并由测点环向相关性对冷却塔壳体表面进行了分区,初步探讨了不同区域的脉动风压形成机理,加深了对冷却塔结构表面风压分布特性的认识,为进一步探讨冷却塔结构表面风压极值奠定了理论基础.     

非平稳信号滤波降噪方法研究

飞行器振动环境复杂多变,具有典型的非平稳特征,因此需要采用时频分析手段对非平稳信号分析处理。针对此问题,本文提出一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的非平稳信号滤波降噪方法,通过对比证明,对于一般非平稳信号的滤波降噪,分数阶傅里叶变换方法优于傅里叶变换方法。对于线性调频信号的滤波降噪分析,分数阶傅里叶变换方法明显优于一般滤波降噪方法。     

导弹外部挂飞振动环境影响因素分析研究

本文利用实测数据,详细分析了挂飞振动环境的各影响量。首先,分析了挂飞振动环境激励的来源;其次,利用实测数据详细分析了挂飞环境影响的因素,及振动环境与这些因素的关系。通过分析发现,挂飞高频振动环境与飞行动压、马赫数、以及导弹外形呈一定的关系,挂飞低频振动环境与机翼挂弹后动力学特性相关。     

直升机周期振动及导弹发射振动随机性分析

就直升机振动周期分量的随机性及导弹发射振动的随机性进行了讨论。对周期分量的随机性，采用频域正弦、随机分离技术作统计分析，发现定常飞行状态下，周期分量为确定性量，随机波动由测量和分析噪声引起；非定常飞行状态下，由于流场的随机性及旋翼有较大的操纵量变化，周期分量为随机变量，符合正态分布。对导弹发射引起的非平稳随机振动，发现可通过数学建模及滤波分离求得该过程基本的时变数字特征，通过能谱分析可获得对减震装置减震效果的定量评价。     

非催化壁材料在非平衡流场条件下的热考核试验方法研究

针对电弧风洞试验条件下非催化壁防热材料在非平衡流场中存在的防热性能"欠考核"问题，提出了有效考核方法。以典型陶瓷基复合材料尖劈外形试件为例，采用CFD数值模拟与试验状态调试相结合的方法，对典型电弧风洞试验条件下完全催化壁和非催化壁材料的热流进行了数值模拟，并结合热流实测结果，确定了风洞试验状态并完成了试验，实现了对该类热防护材料防热性能的有效考核，为非催化壁材料防热性能试验"欠考核"问题提供了解决途径。     

轴向运动悬臂梁横向振动的磁力控制

研究了使用永磁铁对铁质轴向运动悬臂梁进行横向振动的主动控制;建立了自由端带有集中质量的轴向运动悬臂梁的振动理论模型,并通过振动实验进行了修正.通过理论分析和实验研究,得到了非接触磁力对铁质悬臂梁的作用规律,建立了使用非接触磁力进行横向振动控制方法.对上述控制方法进行了模拟计算和实际实验,结果表明,模拟计算与实验完全吻合,梁的振动得到了有效抑制.     

高焓电弧风洞试验热化学非平衡流场数值模拟

针对高焓电弧风洞内部流动的热化学非平衡效应及气体组分和振动能量冻结效应导致的试验数据外推困难问题，基于高焓风洞喷管/试验段/试验模型一体化数值模拟的思路，通过数值求解三维热化学非平衡Navier-Stokes方程，开展了FD-15高焓电弧风洞典型运行状态下流场的数值模拟，与典型试验状态的气动热数据进行了对比验证，研究了试验数据外推飞行条件的方法及有效性问题，分析了提高驻室总压对试验数据外推的影响。研究表明:（1）风洞试验段来流离解度高，热化学非平衡效应及其冻结现象严重；（2）热流校核试验测量数据位于一体化数值模拟的完全催化热流和非催化热流之间，分布合理，验证了计算方法和程序的正确性；（3）试验模型安放位置对模型表面压力和热流存在影响，模型与喷管出口的距离越大，模型表面压力和热流越低；（4）当驻室总压较低时，通过双尺度模拟准则（模拟飞行条件总焓和双尺度参数ρ_∞L）外推热流失效，使用部分模拟准则（模拟飞行条件总焓和驻点压力）外推热流也会出现较大差异，在非催化条件下这一现象更加明显；（5）当驻室总压较高时，使用双尺度模拟准则或部分模拟准则外推飞行条件，产生的热流差异明显减小。     

某型直升机振动故障研究

针对某型直升机外场试飞时飞行员反映的直升机异常振动故障,使用特定设备对故障位置振动值进行测量,通过分析振动频谱图,结合直升机振动特性对故障原因进行研究分析,并根据测量结果及该型直升机维护手册建议制定减小振动值的措施,最终消除直升机异常振动故障。     

强激波阵面的非平衡结构研究

利用测量强激波波后N2+第一负系(0,0)带和(1,2)带的辐射,对强激波后振动温度历程的测量过程进行了探索,并利用Langmuir探针技术,在低密度激波管中对强激波后电子数密度历程进行了测量.测量和计算结果进行了对比.结果表明:N2+B2∑u+态的激发比振动能的激发更快;实验测得的振动温度有明显的周期性振荡;在激波速度7.65~7.85km/s、p1=1.33Pa、实验段内径0.8m下,实验有效时间只有约6.5μs,实验中的电子数密度不能达到峰值.在约10倍波前自由程的实验有效区域内,电子数密度的测量值与计算值吻合很好.     

结构非比例阻尼矩阵的建模和识别

阻尼是结构动力学分析的重要参数，对阻尼矩阵的估计一直是动力学建模的难点。通常的做法是假设结构中的阻尼满足某种数学模型，然后利用实验数据对模型参数进行识别。本文针对目前工程上普遍接受的非比例阻尼模型——Liang模型，在粘性阻尼振动系统的实空间解耦方法的基础上，通过类似于矩阵Kronecker积和列展开的方法，建立了非比例阻尼矩阵的识别方法及在实验模态不完备情况下的数值迭代算法。文中算例表明了本文方法是正确和可行的。     

飞机座舱结构声的弹性波主动控制研究

研究通过控制飞机座舱结构振动的弹性波的传播来减少由振动产生的辐射噪声的方法。制作了飞机座舱原理性模型，分析了外界气动力作用下弹性振动传播的主要路径，确定了压电元件的布置方案。利用弹性波控制的基本思想，采用IIR自适应滤波嚣识别被控通道的特性，实现对座舱结构振动的前馈控制，以抑制其辐射噪声．进行了不同单频激励下的振动和噪声控制试验，并测量了控制前后的振动和噪声。结果表明，控制后振动和噪声衰战了10dB以上。