随机参数平面刚架结构频率特性分析的随机因子法

对物理和几何参数均为随机变量的平面刚架结构,提出频率特性数字特征计算的随机因子法。首先将结构的刚度矩阵分解为各参数因子幂相等的矩阵之和形式,再由求解结构频率的瑞利商公式出发,将结构频率展成部分频率分量和的形式,利用求解随机函数数字特征的代数综合法求解结构频率的数字特征,并对矩形截面梁给出具体的计算公式,通过算例与其精确解及数值模拟结果的比较,验证方法的可行、有效和正确性。     

基于NOFRF裂纹转子非线性频谱分析

建立了裂纹转子非线性逼近模型,论述了非线性输出频域响应函数(NOFRF)及其非线性频谱分析理论,基于该理论对裂纹转子系统的各阶NOFRF进行了仿真分析,该分析结果说明了裂纹转子系统新频域成份是如何产生的,对裂纹转子的超谐波成份和亚共振现象进行了解释,并进行了试验分析,结果表明了高阶NOFRF比一阶对转子裂纹深度更敏感,为裂纹转子的精确故障诊断提供了理论基础。     

SPECTRAL METHODS FOR HISTORICAL PAPER ANALYSIS: COMPOSITION AND AGE APPROXIMATION

The research has been focusing on some connection between the chemical composition of the papers obtained by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and the nature of the fillers, determined by energy dispersion X-ray fluorescence (EDXRF) spectroscopy. The present paper corroborates the FTIR and EDXRF results obtained for some historical papers from books of the XIX-th and XX-th centuries, from private collections. These analytical results allowed a first approximation of technological paper composition and of the age determination of the samples. This analytical method can elaborate some properly methods for paper documents preservation, taking into account the aging and degradation processes of the historical paper.     

电液伺服阀动态相频特性CAT数据处理误差分析

在计算机辅助测试(CAT)条件下,对电液伺服阀频率响应特性测试数据进行了离散化处理。该处理过程产生了电液伺服阀频率响应特性测试的数据处理误差,误差的大小与数据的离散化程度有关。通过深入分析数据的离散化程度与伺服阀动态相频特性测试误差的关系,指出提高伺服阀频率响应特性测试精度的方法,并用试验验证了理论分析的正确性。     

结构特征灵敏度的子结构综合方法

基于固定界面子结构模态综合法及Ｎｅｌｓｏｎ法，建立了一套有子结构频率，振型灵敏度，综合结构频率，振型灵敏度的计算公式。算例表明文中公式具有计算效率和较好精度，并具有很好的工程适应性。     

基于均匀化方法的双向铺层层板弹性性能计算及优化设计

基于均匀化方法对双向铺层复合材料层板等效弹性参数进行预估，通过均匀化方法有限元模型的分析，说明对双向铺层弹性参数单胞模型处理是合理的。在预估的等效弹性参数基础上，对其自振频率进行优化设计，结果表明文中方法是可行的。     

IMPROVED METHOD FOR HILBERT INSTANTANEOUS FREQUENCY ESTIMATION

In the mechanical fault detection and diagnosis field, it is more and more important to analyze the instantaneous frequency (IF) character of complex vibration signal. The improved IF estimation method is put forward aiming at the shortage of traditional Hilbert transform. It is based on Hilbert transform in wavelet domain. With the help of relationship between the real part and the imaginary part obtained from the complex coefficient of continuous wavelet transform or the analytical signal reconstructed in wavelet packet decomposition, the instantaneous phase function of the subcomponent is extracted. In order to improve the precise of IF estimated out, some means such as Linear regression, adaptive filtering, resampling are applied into the instantaneous phase obtained, then, the central differencing operator is used to get desired IF. Simulation results with synthetic and gearbox fault signals are included to illustrate the proposed method.     

汽车变速器壳体振动频率响应特性方法研究

针对汽车变速器壳体局部断裂失效的问题,提出一种利用动刚度特性分析变速器壳体局部変形特性的方法,并对危险频率下的壳体结构进行改进分析。以一种前橫置变速器壳体为研究对象,运用Hyperworks软件建立有限元模型,对目标壳体输入轴轴承孔关键点处施加激励,采用振动传递函数的方法,对振动强烈的变速器后壳体进行振动频率响应特性分析,获得变速器后壳体悬置点加速度频响曲线和动刚度频响曲线。进而对变速器后壳体结构进行改进,并对改进后结构进行软件验证分析。研究表明,动刚度频响曲线评价方法是一种能直观准确反应壳体结构与变形的关系,能够准确找到需要改进的壳体频率区间及部位的有效方法,并且改进的壳体结构可以有效改善壳体结构的振动特性。     

高温结构应力松驰和蠕变损伤分析的实用方法

分析讨论了包含持续阶段的循环载荷作用下高温结构的应力－应变历史的规律性,在此基础上对现有的决定多轴应力松弛过程的简化方法进行了评述,并着重介绍了其简化方法。本文对该简化方法进行了改进,并用此改进形式对典型结构进行了应力松弛和蠕变损伤分析,与详细非弹性有限元分析结果的比较,证实所采用方法的可靠性和实用性。     

仿真结果距离检验方法和频谱分析方法对比分析

针对仿真结果动态一致性检验,将距离检验方法与频谱分析方法进行对比分析。研究表明,目前常用的频谱分析方法需要将数据从时域转化到频域后再对仿真结果动态一致性进行检验,而数据从时域转化到频域后,已不能反映样本序列中各时刻值的先后顺序,也就无法检验实测样本序列和仿真样本序列之间各时刻值先后顺序关系的一致性,因此,频谱分析方法只适用于可以忽略序列中各时刻值先后顺序的平稳序列。但是,工程实际中样本序列各时刻值的先后顺序也是需要检验的重要参数,譬如先爬升再下降与先下降再爬升这两种导弹弹道是截然不同的,频谱分析方法不能对此进行有效的检验。距离检验方法则能直接在时域内对仿真结果动态一致性进行定量检验,它对平稳序列和非平稳序列均适用,可有效地解决仿真结果动态一致性定量检验的问题。     

液力变矩器系统频率特性和参数辨识的试验方法

建立了液力变矩器模型，通过试验方法得到了系统频率特性，利用Ｍａｔｌａｂ／Ｉｄｅｎｔ工具箱对频率特性各种估计方法进行了比较研究，并利用最佳频率特性进行了系统阻尼参数辨识，最后对模型输出和试验输出进行了比较。     

异方差分析方法

提出一种异方差分析方法,包括异均值方差分析和异均值异方差分析。前者在方差齐性的条件下,能够检验多个正态母体是否具有某种不同的均值,并对未知参数进行估计;后者则可以在方差不满足齐性的条件下,对多个正态母体是否具有某种不同的均值进行检验。文中还给出一种多母体异方差检验方法,能够检验多个正态母体是否具有某种不同的方差。它们在功能上已与传统的方差分析完全不同,异方差分析方法可以对工程中使用越来越广泛的仿真和数字化设计的结果进行小样本检验,并对其进行修正。     

基于频域方法的轨道随机振动特性及试验验证分析

基于系统工程思想,运用频域分析方法,对轨道结构随机振动特性进行仿真计算与分析,并结合铁路现场测试结果对理论计算结果进行试验验证。结果表明：钢轨振动能量主要集中在1 300 Hz附近,而中、低频率的振动主要体现为轨枕与道床的振动;在整个分析频域范围之内,仿真计算得到的轨道结构振动加速度功率谱密度与试验测试结果吻合较好,且轨道结构振动加速度平均值的计算与试验结果差异不大。     

相场方法原理及在微观组织模拟中的应用

介绍了相场方法的两种基本原理,阐述了相场方法在金属凝固过程微观组织形成模拟中的应用情况。指出了相场方法非常适合于微观组织三维模拟,用其他方法则存在较大难度。以后进一步研究的重点方向是更优的数值算法、更精确的数值模型、三维定量模拟以及实用化研究。     

小孔法测量残余应力时孔边塑性应变的有限元分析及修正

小孔法测量高残余应力时,小孔周围材料接近于屈服状态,由于产生塑性变形而引入塑性附加应变,使得测量结果产生很大的误差。研究了应变释放系数与主应力之间的双轴比、主应力方向与应变花方向夹角以及应力水平之间的关系,通过有限元数值试验的方法对应变释放系数进行标定,使其包含有塑性附加应变的影响,并利用标定后的应变释放系数对焊接残余应力测量结果进行了修正,得到了较好的结果。     

混沌SPWM原理及其谐波抑制特性分析

常规正弦脉宽调制(Sinusoidal pulse width modulation,SPWM)的输出波形在载波频率及倍频周围含有较高谐波成分,基于混沌理论提出了一种新型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)原理——混沌正弦脉宽调制 (Chaos-based sinusoidal pulse width modulation,CSPWM),其三角载波信号的频率按一维混沌映射帐篷函数规律变化,从而改变谐波的频谱分布,使谐波连续均匀分布在较宽的频带范围内,抑制了由谐波引起的电磁噪声。将 CSPWM应用于电压型逆变器,结果表明,其有很好的谐波抑制特性,且用单片机实现简单。     

断裂力学分析的奇异有限元法研究综述

奇异有限元法是一种适用于大型复杂结构断裂分析的有效数值方法.从单元构造方式角度综述奇异有限元法的研究进展和应用情况,分析和总结位移型奇异单元、移动边中节点构造的奇异单元、应力型奇异单元等几种主要类型奇异裂纹单元的特点,并评价它们在工程应用方面的优劣,提出奇异有限元法未来发展可深入研究的方向以及其广阔的工程应用前景.     

ARMA MODELS FOR MODAL ANALYSIS: EFFECT OF MODEL ORDERS AND SAMPLING FREQUENCY

Modal analysis is usually conducted in the frequency domain. If frequency domain methods work very well when damping is low, noise level is low and natural frequencies are not too much closed, these methods however by requiring an averaging of the samples, are always time-consuming. On the other hand, time-series analysis are very attractive because samples with very short length are sufficient, but these time-series methods are actually not user friendly. This paper compares the accuracy of three auto-regressive moving average methods (recursive least-squares, output error and corrected covariance matrix methods) for identifying modal parameters of mechanical systems. These methods are applied to industrial structures both from numerical simulations and from experimental measurements. It is shown that these methods are very sensitive to the sampling frequency and that an optimal sampling frequency must be selected in order to have confidence in the identification. When sampling frequency chosen is too high, the order of the model must be increased which leads to a lack of accuracy. A sampling frequency selected approximately between three and ten times the maximal frequency of interest was revealed as acceptable while oversampling led to false results. The output error method was the less accurate one for the studied cases, especially for the damping rate identification. Elsewhere the corrected covariance matrix method revealed as the more accurate, the less sensitive to sampling frequency and the more stable method according to the selected order. The corrected covariance matrix method was applied to a complex industrial application with completely unknown dynamic behaviour and number of degrees of freedom. The application of the corrected covariance matrix method allowed to find the number of frequencies in a specific bandwidth and furthermore to identify the modal parameters.     

系统可靠性灵敏度分析方法及其应用研究

基于已有的单个失效模式可靠性灵敏度分析,建立多模式串、并联系统失效概率对基本变量分布参数的灵敏度分析方法,着重研究多模式并联系统可靠性灵敏度分析的近似方法.该方法以数字模拟为基础,根据样本点对系统失效概率的贡献,对计算失效概率的所有样本点进行筛选,并由筛选出的样本点线性回归模拟并联系统失效域,得到等价的单个线性极限状态方程,从而将多模式并联系统的可靠性灵敏度分析等价转换为单个模式的灵敏度分析.对于多模式串联系统的可靠性灵敏度分析,文中采用的方法是将串联系统的失效概率精确转换成单个模式失效概率与多个模式并联系统失效概率的代数和,然后逐项进行灵敏度分析,进而得到串联系统的可靠性灵敏度.对于结构系统的极限状态方程含有复杂综合随机变量的灵敏度分析问题,提出一种基于二次回归分析的近似处理方法,通过推导的综合随机变量分布参数对基本变量分布参数的偏导数公式和复合函数求导法则,最终得到复杂多模式系统失效概率对基本变量分布参数的灵敏度.文中用理论数值算例验证所提算法的精度与可行性,并将所提方法推广应用到工程算例中,验证其工程应用价值.     

动态仿真结果相关性检验和分析方法

提出动态仿真结果相关性检验方法,可以通过实测样本函数对时间序列的自相关性和两个时间序列之间的互相关性是否被正确仿真进行检验.同时,提出动态仿真结果置信区间分析方法,当动态仿真结果不正确时,该方法能分析和判断时间序列的均值、方差和自相关性、互相关性在哪些时段已被正确仿真,在哪些时段尚未被正确模拟,从而指导动态仿真软件的编制和修改.此外,文中还给出时间序列方差仿真结果的一致性检验方法.