坐标缩聚法札记

在结构动力学中,由于大型特征值问题的分析费用昂贵以及计算机的内存容量限制,人们愈来愈重视“坐标缩聚法”的研究。首先提出这种方法研究的是Guyan和lrons。他们建立的是静态(近似)坐标缩聚法。随后Kidder引用了动态(精确)坐标变换式。然而,他最后用台劳展开对动态坐标缩聚式进行简化,从而导出与文献[1]相同的线性缩聚特征方程。Kuhar首先在模态综合法中引用了动态坐标变换式,但他不是用来解决坐标缩聚的问题。真正建立动态坐标缩聚法,从而以导出的一个非线性(隐式)特征方程进行工作     

有效载荷约束边界的试验模态分析

深入研究了火箭有效载荷约束边界模态分析的运动基础试验方法,提出了载体运动基础激励试验模态分析方法,发现基于频响比的传递矩阵估计的多维振动台基础激励试验模态分析有明显优点。典型有效载荷物理试验结果表明六自由度运动基础激励与有效载荷使用状态一致,基础运动矢量加速度的变化明显反映出结构模态频率和阻尼比的非线性特征。     

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。     

各向异性弹性体的通用强度准则研究

本文描述了文献中确定相互作用参数F_(xy)的方法及其根据,指出唯象学理论仍停留在假设阶段不能尽如人意。作者根据复合材料能承受无限大静水压力的实验事实,经较详细的数学推导,得到了F_(xy)的数学表达式。经探讨,用这种方法得到的强度准则对称性和兼容性均好,且适合于三向应力状态。作者还将本文结果与文献中的各种确定方法作了比较,结论是,本文的确定方法数学严密,且力学物理意义直观。作者所作的[04]T单向管状件的轴-内压试验结果表明,本文提出的方法与实验的符合程度是令人满意的。     

加力燃烧室内火焰扩张的研究

本文用数值方法初步研究气流参数(速度、温度、余气系数)对管内紊流火焰扩张的影响。所用的计算模型有两个:一个是修改的EBU模型,假设系数C_(EBU)随来流参数而变化。另外一个是混合长度模型,假设当紊流强度很低时混合长度系数取一固定值,而当紊流强度较大时混合长度系数在一定范围内变化(随来流温度和油气比而变)。 在这个假设下计算结果表明:ⅰ)当来流紊流强度较大时,火焰扩张随来流参数而变,这与文献[2]实验数据基本相符;ⅱ)当来流紊流强度较小时,气流参数对火焰扩张基本无影响,这与文献[1]基本相符。     

某型进气道出口流场模拟的模拟板研究与实验

本文根据文献[1]提出的尾流数学模型和文献[2]、[3]建立的动量法的模拟方法,对某号机在M=1.5时进气道出口流场进行了数学模拟计算和实验研究。模拟的畸变指数DC_(60)与给定的畸变指数DC_(60)仅相差1％,数学模拟出来的稍加修改的原图形模拟板实验的DC_(60)与给定值相差10％。经调整实验后的模拟板的DC_(60)与给定位相差3％。数学模拟的,实验的傅利叶级数前三项系数所得的结果与给定位非常符合。四者的总压恢复系数分布图也非常接近。由此可得文献[1]所提出的尾流数学模型和文献[2]、[3]建立的数学模拟方法是很有实用价值的。可以直接用来指导今后模拟板的研制工作。为减少模拟板研制工作量,缩短研制周期,节约费用奠定了基础。     

圆柱-球体三自由度超声电机及其控制

研制了一种一阶纵振和二阶弯振模态组合的圆柱-球体三自由度超声电机。研究了其中两个自由度的运动轨迹跟踪控制策略,并将其应用于电机样机的控制。其中,运转速度的控制采用激励电压幅值调节法,针对位置控制提出了两种运动轨迹控制策略一种是逐点比较控制,另一种是矢量分解控制。本文提出了调节激励电压幅值的3种脉冲宽度调制(PWM)方法,对这些方法作了比较,并通过一系列实验得到验证。结果表明当改变激励电压幅值时,保持3个振动模态的相位差不变和激励电压信号不失真,是简化控制过程、提高控制性能的关键;矢量控制法效果较好,并有轨迹跟踪误差小、运动平稳和噪声小等优点。     

单模态驱动双向运动的斜动子V形直线超声电机

针对双模态超声电机对模态频率一致性要求高以及单模态超声电机难以实现双向运动等问题,提出了一种单模态驱动双向运动的斜动子V形直线超声电机。电机由导轨和V形定子构成,导轨相对于V形定子倾斜安装,V形定子的工作模态为面内对称模态或面内反对称模态,通过切换工作模态改变定子驱动足运动轨迹相对导轨的倾斜方向,实现导轨正反向运动。在分析电机工作原理及设计原则的基础上,推导了电机运行的导轨倾角范围,并对设计制作的原理样机进行了模态实验和机械特性测试。实验表明:在导轨倾角为35°,激励峰峰值电压为600V,预压力为65 N条件下,当电机工作在面内对称模态,导轨正向运动,其最大空载速度为180mm/s,最大输出力为14N;当电机工作在面内反对称模态,导轨反向运动,其最大空载速度为125mm/s,最大输出力为24N。     

环板在边缘弯矩和局部均布,线性荷载共同作用下的塑性极限分析（Ⅱ）

在文献[1]的基础上,进一步应用奇异函数法研究环板在承受边缘弯短和局部均布、线性荷载的另三种分布形式下的塑性极限分析问题。     

带动坐标的迭代法解板的几何非线性问题

本文提出了采用“带动坐标的迭代法”求解板的几何非线性问题时,确定三角形单元在局部坐标系中节点位移的一种新方法,这种方法较文献[1]中的方法直观而且简单。通过与由文献[5]所得的解,或与试验值的比较,本文所作算例的结果是令人满意的。     

阻尼结构振动问题特征值定位的一个定理

本文的主要结果是得出了矩阵B—ωA(其中B为对称正定矩阵,A为Hermite矩阵)的首主子式具有类似于Sturm序列的性质,从而建立了求解阻尼结构振动方程M(?) C(?) Kq=0特征值问题的行列式查找法的理论基础,改正了K.K.Gupta在文献[1]—[5]中的错误提法。     

模态分析与结构动力优化

现代工程结构往往承受地震、风、波浪等各种载荷,其减振设计是十分复杂的问题,需要将模态分析、有限元分析与减振技术、优化设计等技术结合起来,本文对这些问题进行了评述与讨论,并提出了一些方法。     

动力分析模型修正的一种广义逆法—矩阵型与元素型

引言文[1]首次将模型修正技术区分为“矩阵型”法(它是针对整个矩阵进行修正的)和“元素型”法。(它是针对某些元素进行修正的)。这两类方法又都有“准完备模型”和“完备模型”之分。由于“准完备模型”有其简单、效率高等优点,所以文[13]曾致力于准完备模型的研究,并证明了它的合理性。所谓“准完备模型”是指,在非完备测量模态下,仅仅基于正交性条件     

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...     

撞击流混合器速度信号的Hilbert-Huang变换分析

应用激光多普勒测速系统,对撞击流混合器的流场瞬时速度进行了测量.将Hilbert-Huang变换(HHT)应用于瞬时速度信号的分析,提取出各阶内禀模态函数(IMF)并通过经验模态分解(EMD)对速度信号进行滤波降噪.通过希尔伯特谱分析(HSA)确定了撞击流混合器速度信号的能量分布状况,信号能量集中于低频区,即存在于尺度较大的流体涡旋中.分析速度信号各阶内禀模态函数在不同频段的能量分布与转换,发现不同频段IMF的能量分布与流型转变之间的对应关系.通过能量特征值的提取表明,提高螺旋桨转速有助于强化系统的混合效果.最后将撞击流混合器的流场由内而外划分为中心区、涡旋区和回流区3个部分.     

基于强度退化的机构模糊动态可靠性分析方法

在实际工况中,机构广义强度退化包括疲劳、磨损、腐蚀等,是机构的主要故障机理。本文在机构综合法分析的基础上,同时考虑机构运动可靠性分析中强度退化(主要是机构运动误差和磨损)的时变性和模糊性,提出基于广义强度退化的机构模糊时变可靠性建模方法,结合时变可靠度分析方法,如PHI2、MCS和机构可靠度计算方法如FORM、SORM,同时考虑状态(误差和磨损量)的模糊性,来仿真计算模糊时变失效概率,最后利用曲柄滑块机构和谐波减速器来验证该方法的实用性和可行性。     

一种适用于机翼带外挂结构的动力分析方法

本文通过对模态综合法和有限无法关系的讨论,说明了子结构“模态单元”这一概念。利用“模态单元”既可用少量自由度描述子结构的主要模态特性,又能象常规的有限单元那样方便地加以组合的特点,提出了一种适于机翼带外挂结构系统的动力分析方法。算例表明,这一方法是可行有效的。     

对MIL-F-8785B(ASG)横航向动态飞行品质要求的初步研究

本文通过国内三架Ⅳ类飞机的计算数据和其它文献,对美国现行有人驾驶飞机的飞行品质规范MIL-F-8785B(ASG)的横航向动态飞行品质要求以及文献[5]对这些要求所提出的修改建议,进行了评述和研究。并提出了一些自己的看法。主要内容包括横航向模态特性、滚转速率振荡和侧滑幅值特性。     

环境激励条件建筑结构的试验建模研究

通过环境激励模态识别技术对一座中高层新结构大楼环境激励试验建模研究。首先介绍了试验模型设计 ,并在现场测量整栋大楼在环境激励下的振动响应。然后采用新发展的频率空间域方法 ( FSDD)进行模态识别 ,分别在 0～ 4.5 Hz和 0～ 6.5 Hz频率范围识别出 9阶弯曲和扭转模态频率和振型。采用频率空间域方法识别了结构的阻尼特性 ,并得到满意的结果。所得试验模型已成功应用于 CFT大楼的有限元动态模型修正。所研发的试验建模技术可望在结构响应预报 ,健康监测和振动控制中发挥重要作用     

一个Timoshenko梁元模型

文献[1]对文献[2]进行了一些改进,提高了计算固有振动特性的精确度。但是对航空和航天结构中经常遇到的自由边界,尚未满足弯矩(弯曲曲率)的边界条件,因此计算精度还不很高。文献[3]的Timoshcnko梁元模型是个高精度模型