基于逐层/实体元方法的金字塔型点阵夹芯结构静力和自由振动分析

基于逐层/实体元方法(Layerwise/Solid-Element,LW/SE),研究金字塔型点阵夹芯结构在不同边界条件下的静力与自由振动问题。首先,利用逐层理论和三维实体有限元法分别建立面板和芯体的控制方程,然后根据面板和芯体连接区域的位移协调和内力平衡条件,将面板和芯体的控制方程耦合为总体控制方程,得到点阵夹芯结构的平衡方程和自由振动方程。通过与三维弹性解对比,验证逐层/实体元方法在金字塔型点阵夹芯结构静力和自由振动分析问题上的正确性,并研究面板厚度对位移最大值和固有频率的影响规律。     

新型组合蜂窝夹芯结构振动特性研究

针对提出的一种新型组合蜂窝结构,围绕该蜂窝夹芯结构的振动特性展开研究,从分析蜂窝夹芯结构的固有频率和特征值入手,并以应用于某型号电动车底盘中部甲板的新型组合蜂窝夹芯为例,通过模态分析,得到新型组合蜂窝夹芯结构的各阶固有频率和振型,验证了该夹芯结构的固有振动特性。借助数值仿真,对影响新型组合蜂窝夹芯固有频率和模态的关键尺寸胞元壁厚进行了改进;最后,在同等条件下,与正方形胞元夹芯和正六边形胞元夹芯进行了比较,结果表明新型组合蜂窝夹芯更能满足模态要求。     

动态子结构技术的研究

提出了具有连接子结构的固定界面模态综合法。基于本方法编制了三个子结构的固定界面模态综合法程序。所结算例表明 ,该方法计算量小 ,精确度高 ,可用于复杂耦合系统的动态特性分析。     

模态综合法在双转子系统建模中的应用与验证

为寻求一种便捷的双转子系统的建模和模型维数缩减方法,开展了ANSYS有限元商用软件和固定界面模态综合法在双转子系统中建模中的应用研究。由ANSYS获取系统的质量矩阵和刚度矩阵,建立系统的运动方程,并利用固定界面模态综合法实现系统方程维数的缩减。利用模态质量矩阵和模态刚度矩阵的特性验证了系统参数的正确性;进行了系统临界转速特性计算,利用ANSYS软件(有限元方法)计算结果进行了对比验证,并分析了模态截止频率对临界转速的影响;开展了双转子系统的匀变速过程的瞬态分析,进行了试验验证。结果表明:建模方法正确、可靠,并能便捷地进行双转子响应特性的计算。     

穿孔对平纹编织面板蜂窝夹芯结构侧向压缩性能的影响

建立平纹编织面板蜂窝夹芯结构的渐进损伤分析模型来分别研究无损伤面板和单侧面板含穿孔损伤的蜂窝夹芯结构的侧向压缩性能,并将该结果与试验结果进行对照,以验证所建立模型的正确性。考虑到模型具有高度的材料非线性,选用ABAQUS/Explicit求解器进行蜂窝夹芯结构准静态侧向压缩性能的模拟,通过编写VUMAT子程序,分别设置面板和芯子的失效准则及刚度退化模型,选用内聚力模型模拟胶层,完成侧向压缩下蜂窝夹芯结构的渐进损伤分析。研究结果表明：无损伤面板的蜂窝夹芯结构侧向压缩强度受面板的屈曲行为控制,含穿孔损伤的蜂窝夹芯结构侧向压缩强度受含穿孔侧面板基体的抗压缩能力控制,且穿孔损伤会严重降低蜂窝夹芯结构的侧向压缩强度。     

湿热环境下含脱粘损伤蜂窝夹芯材料弯曲性能研究

通过使用三明治夹芯等效理论将蜂窝芯层等效为均匀连续的实体单元,将湿热环境中的湿应力等效为热应力,建立湿热环境下的蜂窝夹芯材料本构方程,以改进Hashin准则与Besant准则作为蜂窝夹芯材料的失效判据,并通过编写VUMAT子程序实现.采用Cohesive单元模拟面板与芯层间的连接方式建立湿热环境下蜂窝夹芯板的有限元模型,研究湿热环境对蜂窝夹芯材料弯曲性能的影响.切除某些Cohesive区域模拟面板与芯层脱粘现象并计算脱粘损伤对材料性能的影响,对比边缘脱粘与内部脱粘研究脱粘位置对蜂窝夹芯材料弯曲性能的影响.结果表明湿热环境降低了材料的极限承载能力,脱粘现象会加速面板与芯层分离,脱粘位置影响材料的损伤扩展性能,降低材料的弯曲强度.     

移动荷载作用下夹层板的动力学响应仿真分析

应用层合板理论将夹层板等效为一个正交各向异性板,分别计算出了实体金属夹芯、金属泡沫夹芯、正六边形蜂窝夹芯、金属波纹板夹芯四种夹层板的等效刚度,再应用正交各向异性板理论和模态叠加原理分析了这四种夹层板在移动荷载作用下的动力学响应,并对此做了比较分析,得出移动荷载作用下正六边形蜂窝夹层板相对于其它三种夹层板更具有优越性,而实体金属夹层板是这四种夹层板中承载能力最差的.所得结果对桥梁,公路的建设具有一定的指导意义.     

透平压缩机整机系统动力分析中的模态综合法

把模态综合技术运用到透平压缩机整机动力特性分析之中,建立了一个能考虑基础、陀螺效应,油膜轴承等诸因素影响的力学模型,提出了以固定界面主模态及约束模态为假设模态,得到总体方程后用复模态方法求解的模态综合法,并将此方法与复模态方法、有限元方法作了分析、比较,结果表明,此方法准确、易于理解、便于在工程实际中推广应用。根据此方法编制了透平压缩机整机系统动力分析程序,并计算了一个电机、转子、框架基础系统的动力特性,结果较令人满意。     

对铝蜂窝夹层板Y等效模型的动力学数值仿真

按照铝蜂窝板的生产工艺,利用ANSYS建立了铝蜂窝夹层板的实体有限元模型和Y等效模型,并在蜂窝板大小、蒙皮与夹芯高度之比、夹芯胞元壁厚和夹芯胞元大小等不同情况下,计算出2种模型在四边固支条件下的固有频率。经分析对比可知,2种模型在蜂窝个数达到一定数目时,数值仿真结果具有较高一致性。     

应用模态综合法求解自动化码头桁架桥的固有特性

应用固定界面模态综合Craig-Bampton法和双协调自由界面模态综合法求解自动化码头低架桥桁架结构刚性连接下的固有特性,比较了两种方法的优缺点,发现双协调自由界面法的计算精度高于固定界面C-B法。以3种不同的形式划分子结构,通过比较整体结构固有频率计算结果,提出若干划分子结构的原则,得出子结构的高阶主模态的频率越高则计算精度越高的结论。在此基础上,基于连接子结构可经Guyan静力变换成超单元,推导了界面位移和界面力双协调的含超单元连接子结构的自由界面模态综合法。将该法应用于含铅芯橡胶支座弹性连接下桁架桥的固有特性分析,结果表明铅芯橡胶支座对结构调频效果明显。     

基于模态综合法的高速数控模拟转台的动力学分析

探讨ANSYS模态综合法及其在高速数控模拟动力学分析中的应用方法,阐述ANSYS模态综合法,分析ANSYS中的子结构以及ANSYS固定界面模态综合法的理论过程,使用Pro/E和ANSYS软件对高速飞行的数控模拟进行建模,并利用ANSYS模态综合法对其进行动力学分析.分析证明,模态综合法对复杂结构在复杂工况下的动力学分析比传统模态分析更接近于现实.     

一种新型的自由界面模态综合法及其应用

将键合图用于动态子结构分析和研究,提出了一种新的求解自由界面模态综合法的基本原理,推导出两个子结构自由界面模态综合法的计算方法,获得其相应的特征谱矩阵和振型矩阵。文中给出的算例表明,基于键合图方法的自由界面模态综合法方便有效,结果准确,并确保了整体结构分割前后的键合图模型统一。     

基于键合图方法的自由界面模态综合法及其应用

将键合图用于动态子结构分析和研究,提出了一种新的求解自由界面模态综合法的基本原理．推导出两个子结构自由界面模态综合法的计算方法．获得其相应的特征谱矩阵和振型矩阵。文中给出的算例表明．基于键合图方法的自由界面模态综合法方便有效．结果准确,并确保了整体结构分割前后的键合图模型统一。     

混合界面模态综合法在C3群对称结构中的应用

把改进了的混合界面模态综合法应用到Ｃ３群对称结构的模态分析计算中,利用Ｃ３群结构的旋转对称性和三个子结构的主模态、剩余模态及约束模态的等同性,通过交介面上的节点的位移和对接力的协调条件,推求出整体结构模态坐标的动力方程。该动力方程的维数低,运算效率高。     

一种新型组合蜂窝夹芯的热性能分析与尺寸改进方法

组合蜂窝具有较大的功能设计空间和良好的应用前景。提出一种新型组合蜂窝夹芯构型,分析了其热性能指标和影响因素,实现了该组合蜂窝夹芯的热性能数值模拟过程,通过与正方形、菱形及六边形蜂窝夹芯的比较,对该组合蜂窝夹芯的热强度和热刚度性能进行评价;借助灵敏度分析方法,得到了影响该组合蜂窝夹芯热性能的关键胞元壁厚,并根据不同壁厚的热性能有限元仿真结果,对蜂窝夹芯胞元壁厚进行改进,从而进一步改善了该组合蜂窝夹芯结构,提高了其整体热强度和热刚度性能。     

大型压铸设备合模机构的固有特性分析

在分析大型复杂机械系统的动态特性时,会出现由于其自由度数多而导致分析计算困难的现象,而固定界面模态综合法就是解决这一问题的理想方法。合模机构是压铸机的关键部件,其可靠性和稳定性直接影响压铸机整机的性能和品质。基于固定界面模态综合法,利用ADAMS软件对压铸机合模机构的固有特性进行了分析,评价其现有结构系统的动态特性,为其动力学优化提供依据。     

模态综合法在阀门模态分析中的应用

随着计算机的日益发展,模态综合法在结构模态分析中的应用越来越广泛。介绍了模态综合法的理论基础,并详细阐述了固定界面模态综合法。基于ANSYS软件并以一阀门为例,比较了完整模型与子结构的前十阶模态,通过比较发现二者差别甚小。而模态综合法的求解规模以及计算量相比于完整结构则要小得多,这就大大提高了工作效率。同时也为模态分析的网格精细化提供了可能性,从而使得有限元分析的精度得到改善。这最终也为模态综合法在结构设计的广泛使用提供了依据。     

空间大口径光学望远镜可展开主镜动力学建模研究

采用混合坐标法建立了某空间光学望远镜可展开主镜的动力学模型。在建模过程中采用固定界面子结构模态综合法,用主镜中各分瓣子镜的弹性正则模态和静力校正模态组成的模态集来表示结构变形,仿真分析了镜片柔性对系统动力学特性的影响。仿真结果表明,实际工程应用中镜片柔性对系统的影响不可忽略。     

一种新型自由界面子结构模态综合法的研究

将键合图用于动态子结构分析和研究，获得其相应的特征谱矩阵和振型矩阵，提出一种新的求解自由界面模态综合法的基本原理，推导出两个子结构自由界面模态综合法的计算方法。文中给出的算例表明，基于键合图方法的自由界面模态综合法方便、有效、结果准确，并确保了整体结构分割前和综合后的键合图模型的统一。     

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。