工况模态分析理论的概念、应用和发展

简述了近十余年来的工况模态分析理论的概念、应用与发展,提出了今后进一步的研究和发展方向.     

带限位器的浮筏隔振系统的冲击响应分析

研究带限位器浮筏隔振系统力学模型及在基础冲击激励下的响应,应用多刚体系统动力学理论,首先给出了带有限位器的浮筏隔振系统在局部坐标系下刚度矩阵表达式,然后在总体坐标系下建立了浮筏隔振系统的运动方程,采用纽马克直接积分法计算带限位器的浮筏隔振系统在基础冲击激励下的运动响应,并结合工算例进行讨论,得到了有意义的结论.     

整星隔振系统优化设计研究

整星隔振系统由若干个隔振器组成,均匀布置在适配器和星箭界面之间,能有效减小发射阶段卫星所承受的环境载荷,对提高卫星发射的可靠性和降低发射成本具有重要意义,是近十年来航天界发展的一项新兴技术。本文利用遗传算法对整星隔振系统进行动力优化,合理选择隔振器的刚度和阻尼,有效提高整星隔振系统的横向和纵向隔振性能,为整星隔振系统的设计提供了一种可靠、有效和易用的优化方法。     

一种高阻尼螺旋桨在宽带激励力下的振动特性研究

提出一种新型高阻尼螺旋桨结构形式,通过将螺旋桨桨叶简化为弯曲梁,对常规桨叶和新型桨叶的随机振动特性进行对比分析。首先利用基于均匀湍流统计模型的相关分析方法,求取了作用在桨叶表面上的压力谱空间分布;然后运用基于模态叠加法的随机振动理论,讨论了系统参数对桨叶叶尖速度响应功率谱和脉动推力功率谱的影响规律。研究表明新型螺旋桨结构形式具有降低叶片固有频率处峰值响应的效果。     

几种模态参数盲辨识方法的比较研究

对一多自由度振动系统的模态参数辨识进行了仿真研究。由于该系统具有弱小模态特征，各阶特征能量相差悬殊，不同辨识方法的可辨识性、辨识精度及数值运算量都不相同。分别利用频域分解法、时频域Gabor展开方法、传统子空间辨识法、改进子空间辨识法以及基于高阶统计量的盲方法对该多自由度系统进行了模态参数辨识，分析和比较了各种盲辨识方法的辨识性能。     

利用直接边界元/有限元耦合法分析具有夹层流体的水下航行器的振动特性

利用直接边界元法/有限元耦合法分析具有夹层流体的水下航行器的振动特性(1)利用有限元方法得到模型在空气中的"干"模态参数;(2)根据上一步的结果,利用直接边界元/有限元的耦合方法得到模型浸没在流体中的"湿"模态参数.利用该方法计算了带有舵翼结构的水下航行器尾部结构模型的动态特性.并且对不同的计算方法进行了比较,结果表明本方法可以大大减少数值计算的工作量,提高计算精度.     

并联阻尼结构液压缓冲器冲击波形仿真

采用环形缝隙和阻尼孔并联结构的液压缓冲器,利用液体的可压缩性和活塞腔流体出流面积迅速缩小,使活塞腔压力瞬间升高,对被测试件实施冲击。建立该缓冲器的数学模型,对其冲击波形进行仿真。结果表明,环形缝隙和并联阻尼孔面积是影响冲击波形的关键因素,减小环形缝隙或并联阻尼孔面积,冲击时间缩短,冲击加速度峰值增大,调节并联阻尼孔面积,可以调节冲击波形。该缓冲器可用于跌落式冲击试验机或双波冲击试验机中,对被测试件实施较为严酷的冲击。     

冲击波形调节器的原理分析

在碰撞试验中,一般的阻尼制动器对制动加速度的波形调节并无特殊要求,对有特殊要求的阻尼制动器需要使用额外的波形调节装置。文章对一种波形调节器的结构及其工作原理进行介绍与分析,通过对设计参数的仿真研究,证明调节器的设计在原理上是可行的,可方便地通过调节阀芯的运动速度来改变制动过程中冲击波形的脉宽和幅值,从而满足不同的冲击试验要求。     

一维波在水下多层介质中传播的时域解析解

为研究水中压力波在覆盖层-钢板等介质中多次反射透射后对输入压力波的影响,采用波动理论建立一维多层介质声学模型,提出一种计算湿表面(水与覆盖层的交界面)压力的时域解析方法。该方法可以考虑波在多层介质中发生多次反射和透射的复杂情况,并得到时域解析解。针对输入为指数衰减波的情况,该方法的结果通过与有限元结果进行对比,验证了结果的正确性,将该方法的结果与只计及一、两次反射透射影响的近似结果进行对比,结果表明,对于刚性边界条件,该结果与近似结果相比吻合较好;对于气背边界和水背边界,与近似结果相比误差较大。为研究覆盖层参数的影响,对指数衰减波进行无量纲化和参数分析,分析结果表明,随着覆盖层特性阻抗的减小,压力波峰值先减小后增大再减小;随着覆盖层厚度的增大,压力波峰值逐渐减小;入射压力波衰减速度快,压力波峰值减小。该方法对于q(q≥3)层介质中波的多次反射透射分析依然适用。     

摩擦激励下螺旋桨推进轴系自激振动特性分析

水润滑轴承摩擦诱导的螺旋桨推进轴系振动是造成舰艇艉部高频振动噪声的重要诱因。针对摩擦诱导的螺旋桨推进轴系非线性自激振动特性进行研究。基于拉格朗日方程和模态叠加方法建立摩擦激励下螺旋桨推进轴系的非线性动力学方程,轴承—轴颈的动摩擦特性采用速度依赖型的Stribeck摩擦模型进行描述,同时考虑非线性摩擦、扭转振动和横向振动的耦合作用。运用Newmark-β和Newton-Raphson迭代相结合的方法求解系统非线性动力学响应。分析结果表明,在摩擦激励自激振动作用下系统动力学特性均被激发,系统的弯扭耦合振动特性易诱发螺旋桨推进轴系产生摩擦自激振动现象。