自由界面模态综合法并行动响应分析

利用模态综合法技术结合并行机特点提出一个求解复杂系统动响应的模态综合法。该方法可不必求整体模态，而利用子结构连接条件直接确定各子结构的动响应，算例表明该方法是有效的，并且具有较高的并行效率     

非经典阻尼结构动力分析模态综合法综述

本文综述了非经典阻尼结构动力分析的模态综合法.将已有的各种模态方法概括并定义为三大类,即实模态近似方法、复模态方法和近似复模态方法.列举了各种方法的主要步骤,分析了各自的优缺点,并强调近似复模态方法的特殊优越性。     

模态子空间中非经典阻尼结构动力响应的求解

通过对非经典阻尼结构动力响应筱法的分析,提出了在模态子空间中用模态叠加法求解非经典阻尼结构动力响应时,应该首先确定非线典阻尼的程度,根据不同的非线典阻尼程度应用不同的求解方法,最后通过算例说明本文所提算法的精度。     

用部件模态综合法计算冷却塔整体结构的动力响应

冷却塔整体结构由旋转壳塔简和循环对称的支柱梁系组成。本文将它们作为两个子结构,用双协调模态综合法计算塔整体的固有振动、动力响应,并着重进行了地震应力分析,既相当精确地反应了壳体底局部应力和支柱梁系中的应力,又保持了单独分析两个子结构时精度高、计算量小的特点。理论分析和计算程序已被应用于冷却塔的设计。     

基于模态综合法和模态叠加法的密集模态结构响应重构

提出一种基于模态综合法和模态叠加法的密集模态结构响应重构方法,通过两次坐标变换将全结构缩聚为自由度更少的超单元模型,将超单元模型的模态分为密集模态和剩余模态。通过经验模态分解法分离出已知响应中单阶的剩余模态响应,进而重构出待测位置的剩余模态响应,待测位置的密集模态响应可由模态振型和剩余模态计算得到,通过模态叠加法实现在密集模态下的时域响应重构。进行了数值模拟研究,将待测位置响应的理论值与重构值进行比较以验证该方法的精度和效率,此外还详细研究了主模态数量、子结构划分方式、测量噪声和阻尼对重构结果的影响。结果表明：该文方法通过模型缩聚大大减少了重构的数据量,并且改善了传统EMD方法不能分离频率间隔较小的模态而无法实现响应重构这一不足,无论密集模态存在与否都可适用于结构的应力、应变、位移、加速度等多种动力响应的重构。     

工程结构非线性动力响应数值分析中零能量模态控制对响应的影响

在工程结构非线性动力响应数值分析中,通常采用显式积分格式。这样可避免大量的刚度矩阵求逆叠代运算。但显式积分有条件稳定的,从而时间步长△t的取值受到限制,这样必导致进行大量的小时间步长循环计算。为了减少计算量,通常采用高斯积分一类的数值积分。单点高斯积分的采用可引起hourglass模态。控制hourglass模态是结构非线性动力响应数值分析中必须解决的问题之一。本文以八节点六面体实体单元单点高斯积分为例详细分析了hourglass模态产生的机理,并在此基础上讨论了hourglass模态的控制措施及具体应用。通过数值算例分析发现hourglass模态控制的采用对正常动力响应模态造成一定的影响。     

用复模态综合和优化方法求解结构局部动力修改逆问题

本文提出一种结构局部动力修改逆问题的求解方法。该方法利用复模态综合建立结构在广义坐标下的动力学模型,然后在广义坐标下导出以局部结构参数为未知量的逆特征方程,最后用优化方法求出结构修改参数。数值算例表明,本文方法精度能满足工程设计要求。     

圆柱壳体动力响应中的模态参与问题研究

以两端简支圆柱壳体为例,研究了考虑正、余弦模态成分影响的圆柱壳体动力响应中的模态参与问题,提出了根据模态参与因子的分布特征判定模态截断阶次的方法,采用正、余弦模态叠加得到了圆柱壳体在冲击激励及旋转行波激励作用下的动力响应,基于响应的收敛性验证了判定方法的可靠性。理论计算与有限元仿真结果表明,与圆柱壳体模态特性分析不同,在求解圆柱壳体动力响应时必须同时考虑正、余弦模态成分的影响;冲击激励作用下,圆柱壳体各阶正、余弦模态在响应中的参与程度与激振点和观测点的位置相关;旋转行波激励作用下,圆柱壳体各阶正、余弦模态在响应中的参与程度与激励的阶次和频率密切相关。     

基于均匀七次B样条插值求解动力响应的逐步积分法

为求解结构动力响应提出新的时间积分法。该方法采用均匀七次B样条插值近似对局部时间域节点位移、速度及加速度进行离散。给出动力平衡方程求解的逆推格式与算法流程。分析表明,通过选择合适参数可提高计算精度,且使算法绝对稳定。计算数值解精度较高,明显优于传统的Newmark法与Wilson-θ法。     

编织结构复合材料动态特性的实验模态分析

利用实验模态分析方法对碳纤维/环氧树脂编织结构增强复合材料的动态力学特性进行了实验研究, 确定了编织复合材料梁、管的振动模态参数与传递函数, 并与钢质梁、管的动态性能相比较。结果表明: 在冲击脉冲载荷作用下, 先进编织结构复合材料与传统金属材料相比具有较高的固有频率、阻尼比, 以及比刚度大、稳定性好、对冲击脉冲载荷作用的减震效果等良好的综合动力学特性。      

基于模态叠加法和直接刚度法的列车-轨道-桥梁耦合系统高效动力分析混合算法

为提高列车-轨道-桥梁耦合系统（Train-Track-Bridge Coupled System,TTBS）动力分析的计算效率,该文基于作者之前提出的TTBS动力分析混合模型,结合模态叠加法和直接刚度法,提出了一种改进的混合方法（Improved Hybrid Method,IHM）。该方法中,列车动力方程通过多刚体动力学方法建立;轨道结构动力方程通过直接刚度法建立以准确求解其高频局部振动响应,桥梁结构动力方程通过模态叠加法建立以降低其自由度数目。列车和轨道结构通过轮轨线性Hertzian接触关系耦合为列车-轨道耦合时变子系统,轨道与桥梁间通过轨-桥相互作用力的平衡迭代实现耦合。首先以朔黄重载铁路32 m简支梁桥现场试验数据验证了该文方法的正确性。然后,以CRH2型高速动车组通过万宁系杆拱桥为例,探究了桥梁振型数量对动力响应指标计算精度的影响规律,最后,对比三种不同的列车-轨道-桥梁耦合系统动力分析方法的计算结果及耗时,结果表明：同样的计算精度下,该文方法具有更高的计算效率。     

非比例阻尼线性结构体系动力分析的拟力实模态叠加法

对于非比例阻尼线性结构体系,利用体系无阻尼实模态来形成模态响应方程时,得到的模态方程组是关于模态阻尼矩阵耦合的。非比例阻尼可以分成两部分:耗散能量的比例阻尼和转换能量的非比例阻尼。基于这种概念,本文采用了一种拟力实模态叠加法来求解非比例阻尼体系的动力分析,即把前述耦合模态方程中代表非比例阻尼的耦合项作为虚力,放到方程的右端,再运用迭代法进行求解。这种方法综合了经典模态叠加法和拟力法的优点。数值算例表明,此方法具有很好的收敛特性,所得结果精度高。我们认为,这种方法可应用于实际工程分析。     

轮胎结构动特性的试验模态分析

本文对两种轮胎（子午线轮胎及钭交轮胎）开展了模态试验研究，获取了两种轮胎在典型工况下的模态参数，并分析了轮胎的模态参数随充气压力、激振力幅变化的规律，对它们在模态参数方面表现出的特点进行了细致对比。说明模态参数所显示的特点与其宏观特性是吻合的。     

基于模态价值分析的结构动力学模型降阶

针对小阻尼和无阻尼结构，提出了一种模态价值分析方法，用于在模态坐标下的动力学模型降阶问题。在得到系统动力学方程的基础上，首先进行模态分析，然后由模态参数和系统的输入输出矩阵计算各模态的价值，最后选择若干价值最大的模态向量形成变换矩阵对系统进行降阶。通过两个算例说明本文方法是对通常选择低频模态的降阶方法的改进，提高了低阶模型的精度。     

结构动力可靠度计算的修正条件反应法

基于反应时程分解的子集模拟法是计算受随机激励作用的结构小失效概率的高效算法,该法将失效域划分为子集序列,通过分解反应时程来生成子集计算所需的样本。条件反应法计算动力可靠度时,通过线性反应来估计非线性反应,或通过单自由度结构的反应来估计多自由度结构的反应。该文将基于反应时程分解的子集模拟法用于条件反应法中,提出修正的条件...     

粘性阻尼系统频响函数计算方法

基于复模态理论和幂级数展开原理,导出了一种求解粘性阻尼系统频响函数的模态加速方法。与常规的模态展开法相比,该方法可大大减少模态截断误差。根据外激励频率所处于的系统频段,该方法可对系统的中-高、低-高阶模态实施截断和加速。通过对一数值实例计算表明,上面提出的方法很有效,通常只需计入幂级数前少数几项即可使频响函数达到很高的精度。     

索的动刚度与模态参数识别

索的动刚度描述动态过程索的荷载与变形的关系,是索本身固有特性的描述。从考虑垂度影响的索的动刚度解析解出发,提出了适用索模态参数是不相应的简化解。试验得到了索的频响函数,采用最小二乘拟合的方法,应用推导的索动刚度简化解,识别出了索的各阶频率和阻尼比。     

粘弹阻尼结构频响函数计算的高精度模态展开法

本文建立了粘弹阻尼结构频响函数计算的高精度模态展开法。文中表明,用模态展开法计算粘弹阻尼结构的频响函数,只取少数低阶振动模态时,计算误差较大。本文用低阶振动模态和系统矩阵,表达高阶振动模态和蠕变模态对粘弹阻尼结构频响函数的贡献,修正计算误差。该方法可以显著提高计算精度,对计算量的增加不大。文中给出算例,表明了本文提出方法的正确性和有效性。     

结构动力可靠度计算的基于反应功率谱的重要抽样法

提出了受随机地震作用的结构动力可靠度计算的基于反应功率谱的重要抽样法。为了提高动力可靠度计算的效率,利用反应功率谱峰值点对应频率处输入激励幅值的变化对失效概率的影响,提出了利用反应功率谱增大输入激励幅值的方差,达到重要抽样的目的;根据随机振动理论,平稳随机反应功率谱曲线与频域内反应绝对值平方曲线的期望值是相似形,而频域内反应绝对值平方曲线的期望值可以通过Fourier 变换很方便的求出,所以也可利用频域内反应绝对值平方曲线的期望值增大输入激励幅值的方差;重要抽样密度函数可表示为幅值分量概率密度函数连乘的形式,其所采用的输入激励幅值的方差可通过少量的结构分析次数得出。通过对三自由度线性结构及十自由度随机结构的计算,表明该文算法是提高动力可靠度计算效率的有效途径,也是求解随机结构动力可靠度的有效途径。