一类多子结构系统的模态综合

对大型多内连自由度的多子结构系统,若用经典模态综合方法的直接推广来计算模态,由于程序的复杂性、通用性、计算机容量和效益等因素的限制,根本难以实现。本文提出一种多子结构模态综合方法,实施简易,大大节省了计算机存贮和运算,作为一个应用和考例,已把它用到了多叶片一轮盘系统的模态分析中,且用激光测振考察了结果的精度。     

某型航空发动机燃气涡轮叶片和盘结构静力学分析

首先采用UG软件对某型发动机燃汽涡轮两级轮盘/叶片进行三维实体建模,导入ANSYS Workbench软件后以solid87、conta174(接触面单元)和targe170(目标单元)单元类型划分网格,建立了考虑盘与叶片及盘与盘间接触影响的有限元模型。通过对涡轮结构的静力学分析,可以清楚地显示其应力分布,找出应力集中点,验证其静强度可靠性,并为进一步的模态分析和瞬态分析打下基础。     

粗糙元对零攻角尖锥模型高超声速边界层转捩的影响研究

高超声速边界层转捩控制一直是空气动力学研究的热点。粗糙元延迟边界层转捩作为近些年才开始研究的内容,目前仍有诸多现象与机理尚未探究清楚。借助于华中科技大学Φ0.25 m Ma6 Ludwieg管风洞,本文研究了不同位置单粗糙元、多粗糙元与在不同来流情况下粗糙元对边界层转捩以及第二模态不稳定波发展的影响。风洞实验使用PCB132系列高频压力传感器获取尖锥壁面压力脉动信息,通过傅里叶积分变换与互相关分析获取压力脉动功率谱密度与第二模态不稳定波传播速度,对PSD数据计算获取第二模态不稳定波增长率。结果表明,当第二模态不稳定波经过粗糙元时,不稳定波幅值会有明显的减小,但其频段不稳定波的增长率会增大并最终导致转捩的结束点被提前。同时,粗糙元对第二模态不稳定波传播速度无明显影响。     

基于经验模态分解的有限阵元宽带自适应阵列DBF方法

针对有限阵元条件下宽带自适应阵列自由度不够和抗干扰性能下降的问题,提出一种基于经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)的宽带自适应阵列数字波束形成(Digital beamforming,DBF)方法。该方法首先对阵元接收的快拍数据进行EMD处理,然后对各个模态函数矩阵应用线性约束最小方差(Linearlyconstrained minimum variance,LCMV)波束形成算法求解自适应权矢量,最后对信号进行重构。与传统的基于快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)子带自适应阵列方法相比,该方法具有以下优势:适用于阵元数目受限的宽带自适应阵列,无需事先指定模态函数划分的频段,可以提高阵列处理的自由度。仿真验证了所提方法的有效性。     

圆形流管内高阶混合模态激发的全局标定方法

声模态发生器是通过调控扬声器阵列,进而在管道内激发特定阶次声模态的一种装置,可用于流管内气动噪声传播和环形声衬的降噪研究。使用多圈布置的扬声器阵列模态发生器,通过调节各个声源的幅值和相位,可实现高阶周向、径向和混合模态的激发。然而,扬声器阵列系统的通道输出偏差会在目标模态激发时产生显著的干扰模态。为消除扬声器系统通道输出差异对模态激发的影响,提出了基于最小二乘全局标定的流管内高阶混合模态激发方法。通过对扬声器声源的通道输出偏差进行全局建模,引入激励补偿因子和流场校正因子,将有流情况下各扬声器的系统输出偏差求解问题转换为无流情况下单个扬声器工作时的模态识别问题,通过矩阵变换和最小二乘法求解各扬声器的激励补偿因子,最终实现扬声器的幅值和相位激励修正。将所发展的模态激发与全局标定方法应用于所研制的圆形流管模态激发装置,结果表明：干扰模态的强度被显著抑制,且在工作频率范围内,目标激发模态的相对目标模态系数不低于10 dB。     

基于子空间算法的对称结构重频模态识别

针对飞机等对称结构的重频模态较难识别的问题,在随机子空间算法的基础之上,利用空间投影的性质和响应点位置间的几何关系,分离对称耦合模态,建立对称模态响应和反对称模态响应Hankel矩阵,实现单独利用响应数据识别重频的对称和反对称模态。最后通过仿真算例表明,改进后的方法成功提取了重频模态的振型,避免了传统算法识别结果的中的振型耦合,同时提高了对称模态中固有频率和阻尼的识别精度。     

锤击法与激励锤

建立在快速富里叶变换技术基础上结构特性锤击激振法(简称锤击法)是一种简便、快速、经济的宽频带激振试验方法。它可以通过对结构输入信号和输入信号的处理,测出结构的动态特性,并进而进行结构的模态参数识别或故障诊断,因而受到工程界的重视。近几年来,由于力学、数学工作者的努力,计算机和专用分析仪器的发展,单点脉冲激振试验模态识别技术得以迅速发展,这方面的研究工作比较活跃,锤击法在一些工业部门、研究单位、大专院校有了较为广泛的开展。七○二所为实现冲加载,研究生产了带有力传感的激励锤作为激振源,可用于产品零构件的结构模态试验,同时也部分地向外单位供应。本文对锤击法和激励锤作一简单介绍,对正处于积极发展并已经进入实用阶段的锤击激振试验技术出一点力。     

结构动力分析的模态综合法

本文推导了一种模态综合的方法,它采取频率截取准则保留低阶主模态(包括刚体模态)而略去高阶主模态。但考虑了被略去的高阶主模态的“剩余柔度”。用“剩余柔度”的附加模态定义交界面坐标,修正了的低阶主模态定义广义坐标。应用这组线性无关的模态集构成坐标变换矩阵,推导出广义坐标下的部件动力学方程。数值计算结果表明这方法具有良好的精度。     

空间正弦试验方法--一种新的模态试验方法

本文介绍一种新的模态试验方法———空间正弦试验法,对试验方法进行理论推导,给出模态参数识别的具体方法,讨论方法的成立条件和特点,对模态试验程序提出建议,指出一条模态试验的新途径。     

纵弯模态复合的两自由度直线超声电机

所研制的两自由度直线超声电机由一个圆柱形定子和一个滑板组成.通过三组压电陶瓷元件在定子上分别激励出两个互相垂直的弯振模态和一个纵振模态.任一弯振模态和纵振模态的组合,可以驱动滑板沿x或y方向作直线运动.本文从提高电机的输出性能和驱动效率出发,提出了电机设计的要点.这些要点包括工作模态的选择、模态频率的一致性、压电陶瓷元件和支承元件的位置、预压力的大小和干扰模态的影响等.     

多级轴流压气机的可压缩失速模型

发展了一个用于分析多级轴流压气机动态失速特性的多“激盘”可压缩模型。该模型采用二维非定常的可压缩Ｅｕｌｅｒ方程描述压气机上、下游管道以及各叶排之间轴向间隙内的流动，而采用“激盘”分别取代压气机的各个叶片排。利用该模型重点分析了多级轴流压气机中二维小尺度旋转失速的起始特性以及动－静叶之间的相互影响。所得结果表明，该模型可有效地用于此类问题的分析。同时还对一台五级高速轴流压气机的失速特性进行了详细分析，有关计算和实验结果的比较表明，该模型及其计算结果是可靠的     

轴对称结构的模态振型描述和模型确认

利用轴对称结构模态振型的Zernike矩能够有效区分重根模态的特点,提出了一种基于Zernike矩函数的相关性分析方法以及基于Zernike矩函数灵敏度的模型修正方法。以某航空发动机压气机轮盘为例,采用轴对称结构的模态振型Zernike特征矩,通过模态测试数据与有限元模型预测结果的相关性分析,克服重根模态对相关性分析的影响,准确地匹配模态对;同时采用基于Zernike矩函数的振动模态对于设计参数的灵敏度,修正有限元的模型修正,使压气机的设计模型的动力特性预测与实际结构的测试相一致,验证了该方法的可行性与优越性。     

基于随机减量的运行模态频域分析方法

以高层建筑、大跨桥梁等难以进行人工激励的大型复杂结构为对象,提出并实现了一种基于随机减量技术和复模态指示因子函数法的新型频域运行状态模态参数识别方法.由随机运行响应估计随机减量函数,然后通过时频域变换得到频域的半功率谱密度函数,并用复模态指示因子函数法从半功率谱密度函数中识别结构模态参数.最后对1个三维空间结构模型进行算法验证,得到相应的各阶模态参数,证明了将随机减量技术和复模态指示因子函数法相结合的方法识别大型结构模态参数的有效性和合理性.     

一般线性振动系统的轭联模态

本文对于一般线性振动系统,提出了轭联模态子空间、轭联模态等概念,并指出了脉冲响应轭联模态分阵的初值对于系统的轭联模态特性的重要性。     

结构系统复模态参数的识别

本文根据复模态有关理论,分析了复模态传递函数和频响函数的特性,介绍了由频响数据识别复模态参数的导纳圆拟合法,提出了由加速度频响数据识别复模态参数的分步迭代法。文中还给出了两种方法模态识别的结果,并进行了比较和分析。     

运载火箭/航天器耦合分支模态综合法(上)

将运载火箭作为主结构、航天器作为分支子结构,分别采用自由界面模态展开定理和固定界面模态展开定理,导出分支模态综合法,进行运载火箭/航天器组合模型响应分析.进而,采用界面约束模态质量的界面加速度,导出航天器载荷估计方法,这时的运载火箭与航天器连接界面可以是静定的或静不定的.当仅考虑连接界面是静定的情况,界面约束模态质量将...     

部件试验模态综合的动柔度法

基于半试验半理论信息,提出一种简单有效的部件试验模态综合技术。试验上它只要求测量部件的低阶模态参数,而高阶模态的影响,由部件的一种动柔度来体现。这种动柔度几乎包含了高阶模态的全部静态贡献和全部动态贡献,因此精度很高。当然,有限元模型误差较大时,需要利用部件的测量模态参数对有限元模型进行必要的修正或重建。     

动力学参数修改的耦合模态子空间摄动法

在结构动力学设计中，如果系统的质量矩阵和刚度矩阵有小修改，则矩阵摄动法是结构动态特性再分析的重要方法，当系统具有重频或近频耦合模态时，常规的矩阵摄动法失效。本文研究了多组耦合模态结构动力学参数修改的子空间摄动法，将系统振动模态分布为耦合模态与弧立模态，由数组相互耦合的模态张成耦合模态子空间，采用初始模态坐标变换后，在维数不大的耦合模态子空间内进行了特征分析，然后作第二次耦合模态子空间坐标交换，最扣     

时域和频域子结构试验模态综合方法的统一性

讨论刊用子结构模态试验结果获取组合结构模态参数的试验模态综合技术。在子结构界面刚性连接的条件下，基于实模态理论导出了频响函数综合方法的模态坐标形式的综合方程。通过对不可测量的高阶漠态的频响函数展开式的近似分析，证明了时域试验模态综合方法和频域试验模态综合方法的内在统一性。分析表明：时域和频域试验模态综合过程的实现的关键问题是连接界面自由度的合理简化。     

基于封闭空间辐射模态的结构声有源控制(英文)

从辐射模态角度来研究封闭空间结构声的有源控制同题.导出了耦合封闭空间内的辐射模态,将封闭空间内的声势能解耦分解成互不影响的独立项,每项由一阶辐射模态单独形成;提出了以前G阶辐射模态的声势能作为控制目标的有源控制策略;给出了控制力的最优控制模型.对长方体封闭空间内结构声的有源控制仿真表明:一个控制力可以控制一阶辐射模态的声势能,而4个控制力控制前4阶辐射模态可以有效抑制低频范围内的声势能.