用摄动方法进行受损悬臂梁的模态分析

将结构的裂纹损伤用δ函数进行表达，建立了损伤条件下悬臂梁的自由振动方程。利用一阶摄动方法给出了摄动项的一般表达式，并结合δ函数的性质，获得了受损悬臂梁的特征值和模态振型的解析表达式。以一个受损悬臂梁为数值算例，计算了不同损伤条件下其模态参数的变化。分析了损伤条件对模态参数的影响，为利用动力学特性对悬臂梁的损伤监控和检测提供了理论依据。     

空调配管理论模态分析与试验研究

以某款空调外机配管为对象,结合理论模态计算方法和试验模态分析方法对配管进行动态特性研究。首先对空调外机配管结构建立动力学模型并用有限元分析软件对其进行理论模态计算,得出前12阶固有频率和振型。随后利用单点激励单点响应的方式对配管进行了试验模态分析,得到了系统在实际约束下前12阶的模态参数。研究表明:试验模态分析结果和有限元分析吻合,验证了理论模态的正确性,为进一步研究提供了可信的条件。同时,找出了配管额定工作时振动过大的原因,为减振措施和结构改进提供了可靠的依据。     

新型内摆线内燃机曲轴模态分析

利用有限元模态和试验模态分析方法对新型内摆线内燃机曲轴进行了动态特性研究.在Solidworks中建立了内摆线内燃机曲轴部件的三维模型,采用ANSYS中的Block Lanczos法对其进行模态计算,得到前4阶固有频率和振型.并且利用MISO锤击法对曲轴构件进行了试验模态验证.结果表明:两种方法的结果基本一致,曲轴工作频率远离其固有频率,能有效避开共振区.通过模态分析,验证了有限元模型的正确性,为内摆线内燃机曲轴机构的结构优化提供了参考依据.     

基于ANSYS的悬臂梁模态分析

用ANSYS软件对悬臂梁进行有限元模态分析,得到悬臂梁的固有频率和振型。求解悬臂梁横振动方程,得到悬臂梁横振动的固有频率及横振动的一般解。利用MATLAB软件画出其振型曲线,与ANSYS分析结果吻合极好,验证了用ANSYS软件进行模态分析的可靠性。     

移动刚体激励悬臂梁的间隙模型与实验研究

利用理论建模与实验研究相结合的方法研究移动质量与悬臂梁导轨之间的动态间隙.利用二状态非线性弹簧-阻尼碰撞模型表征间隙铰,运用模态分析理论建立了含间隙作用移动刚体激励悬臂梁的时变横向振动分布参数模型,进行了数值计算.梁的动态响应与实验吻合较好验证了理论分析的正确性,间隙的时域曲线变化趋势基本相同,实验参数下计算的间隙一阶频率和实验一致.所建模型基本描述了系统的动态特性,为研究含间隙的机械系统提供了参考.     

复合L形宽频压电悬臂梁的建模与仿真

为提高单频压电悬臂梁的振动能量采集转换效率,提出一种复合L形压电悬臂梁的宽频拓展技术,通过在单频压电悬臂梁水平结构中增加一个辅助垂直悬臂梁,组成L形压电悬臂梁,通过控制L形压电悬臂梁的结构和材料参数使悬臂梁的2阶模态频率为1阶模态频率的2倍,将1阶、2阶模态频率串联起来形成一个宽频的谐振带。利用拉格朗日方程和模态假设法建立了L形压电悬臂梁的频率方程和振动方程,通过数值仿真分析了L形压电悬臂梁结构和材料参数对其频率特性和振动特性的影响,并确定了系统的最佳结构和材料参数,实例验证了悬臂梁宽频拓展方法的正确性。     

船用发电机冷却器隔振设计及模态分析

为减小机组运行时冷却器的振动,提出一种新型的冷却器隔振设计。基于被动隔振系统模型,计算不同排布隔振系统的隔振效果,确定弹性支撑件数量及排布。利用有限单元法对具有新隔振设计系统的发电机本体进行建模与模态分析,以获取前20阶模态的固有频率和振型。通过动态系统建模与分析,得到结构模态参数。应用LMS振动及动态信号分析仪对冷却器进行了模态测试与分析,验证了有限元计算模型的正确性,并进一步验证了冷却器隔振设计的可行性和有效性。     

用Solidworks和ANSYS对微硬盘悬臂梁进行建模及模态分析

用Solidworks和ANSYS软件对微硬盘悬臂梁进行了建模、模态分析,利用理论分析和软件仿真相结合的方式对4.57cm微硬盘悬臂梁进行振动模态分析,通过对各阶固有频率下的振型的计算,找出微硬盘悬臂梁中的具有整体弯曲和大摆动的频率点,在进行结构设计和控制方面要避免这些频率点,从而提高微硬盘悬臂梁的整体性能.     

基于ANSYS的海底地震仪沉耦架的优化设计

介绍了对沉耦架结构分析的意义,基于ANSYS软件建立有限元模型,对其进行模态分析。计算得出第1阶固有频率在工作频带内。利用软件的优化功能,对结构进行优化设计。对比优化前后的分析结果。验证结构优化设计的合理性。     

纤维增强复合薄壳固有特性计算及验证

对悬臂纤维增强复合薄壳的固有特性进行了计算及实验验证。针对纤维增强复合薄壳的结构特点,对其进行了理论建模;通过Rayleigh-Ritz法获得了复合薄壳的固有频率和振型结果;以T300碳纤维/树脂基复合薄壳为例,通过实验测试获得了前8阶固有频率和模态振型。验证结果表明求解的纤维增强复合薄壳固有频率计算结果与实验结果的误差在2.2%~9.3%之间,且两种方法获得的振型结果也吻合,验证了所提出的计算方法的正确性。     

基于振型差小波变换的结构损伤检测方法

小波变换具有在时域和频域内表征信号局部特性的能力,能够在不同尺度下对结构响应中的突变信号进行放大和识别。在位移模态振型的基础上,提出了一种基于小波变换的结构损伤检测方法。将损伤前后结构的位移模态振型差作为原始信号进行小尺度小波变换,通过损伤前后位移模态振型差小波变换系数的变化,可判定损伤存在,确定损伤位置。并通过悬臂梁和海洋平台的数值模拟对该方法进行了验证。     

Localization and quantification of damage in beam-like structures using sensitivities of principal component analysis results

Principal component analysis (PCA) is known as an efficient method for dynamic system identification and diagnosis. This paper addresses a damage diagnosis method based on sensitivities of PCA in the frequency domain for linear-form structures. The aim is not only to detect the presence of damage, but also to localize and to evaluate it. The Frequency response functions measured at different locations on the beam are considered as data for the PCA process. Sensitivities of principal components obtained from PCA to beam parameters are computed and inspected according to the location of sensors; their variation from the healthy state to the damaged state indicates damage locations. The damage can be evaluated next providing that a structural model is available; this evaluation is based on a model updating procedure. It is worth noting that the diagnosis process does not require a modal identification achievement. Both numerical and experimental examples are used for better illustration.     

Damage detection by the distribution of predicted constraint forces

Damage causes the deterioration of dynamic and static performance of intact structures. Regarding the measured static displacement or modal displacement data as constraints for describing damaged responses, this study derives analytical equations to estimate constraint forces in the satisfaction of constraints. The constraint forces are forces required for describing the flexural shape of the damaged beam under static and dynamic loadings. Based on the concept that the occurrence of damage causes the change of force mechanism, this work proposes an analytical method to detect damage from the distribution of constraint forces. When compared to the displacement curvature and the frequency response function (FRF) curvature methods using 2% noise, the results have shown that the proposed method is less sensitive to noise and is more effective in detecting multiple damaged areas in the beam of short span length and their intensity at low levels of damage.     

含多条裂纹梁的模态与振动疲劳寿命分析

基于Paris公式,提出了一种含多条裂纹梁疲劳寿命预估的方法。在模态分析中,基于传递矩阵方法,利用无质量的弯曲弹簧等效裂纹,提出一种求解含有多条裂纹梁固有振型的方法,分析裂纹数目、裂纹位置、裂纹深度对裂纹梁固有频率的影响。在振动疲劳分析中,研究了在简谐激励作用下裂纹数目对裂纹尖端应力强度因子的影响。通过Paris疲劳裂纹扩展方程和同步分析法,考虑裂纹梁振动与裂纹扩展的相互作用,分析了裂纹数目和裂纹位置对裂纹梁疲劳寿命的影响。结果表明,裂纹数量、裂纹位置和深度对梁的模态参数和疲劳寿命有重要影响。     

高量程加速度计的力学性能分析

提出一种计算加速度计灵敏度和频率的改进方法。该方法在计算微结构的灵敏度和频率时考虑质量块的变形及梁的质量。得到的结果表明，当梁与质量块的厚度比变得较大时，梁的上表面的最大拉应力值不再等于最大压应力值。该方法计算得到的频率和忽略质量块变形与梁质量所得到的频率与ANSYS模拟相比，偏差由90％下降到15％。最后进行了静态测试，结果与改进模型基本相符。     

基于经验模态分解的瞬时相位分析方法的应用

提出了基于经验模态分解的瞬时相位分析的新方法。通过对振动信号作经验模态分解得到信号的固有模态函数，再求出各个固有模态函数的Hilbert变换，得到信号的瞬时相位．通过瞬时相位的傅里叶分析就可提取信号特征。介绍了该方法的基本原理，并应用于齿轮箱轴承的故障诊断研究，通过选取表征轴承故障的固有模态函数进行瞬时相位和傅里叶分析，就可提取轴承故障振动信号的特征。通过对轴承故障实验信号的分析．表明该方法能有效地诊断轴承的故障。     

圆环式压力传感器的研究与应用

本文通过力学分析得到圆环相应截面内力、应力和圆环几何尺寸的设计方法，通过圆环固有频率的分析得到传感器设计的指导性结论，在传感器设计实例中，给出电测方法，传感器材料工艺处理，传感器标定结果等     

汽车仪表板横梁系统固有振动特性研究

测量了横梁系统在车身安装状态下的固有振动特性,并通过有限元计算得出横梁系统的模态参数,结果确定了横梁系统刚度较差的原因与横梁骨架和车身前围板刚度不足有关;然后基于有限元模型分析了横梁系统主要零件的板厚对固有频率、质量的灵敏度,发现不同零件对横梁系统的固有频率和质量影响程度存在差异;最后在OptiStruct中建立数学模型并优化零件板厚,使横梁系统总质量、固有频率和刚度之间得到了较好的平衡,改善了横梁系统的固有振动特性。     

钢筋混凝土简支梁超载后动力特性试验研究

基于采用动态法评估桥梁结构构件超载后损伤的目的,设计和开展了试验研究和相应理论分析。通过对钢筋混凝土简支梁进行反复超载试验,测出构件从完整到破损,以及不同超载幅值和次数对应损伤状态下的频率和阻尼比等模态参数,考查了其与构件承载力的关系,为采用结构动力参数评估结构损伤分析了频率和阻尼比随损伤状态不同的变化规律,根据试验结果得到频率和荷载等级关系的经验公式,为采用动态法评估既有桥梁提供了理论依据