结构声辐射的源强声辐射模态分析方法

为了解决不易获取复杂结构振速声辐射模态和利用其计算复杂结构外辐射声场困难的问题,提出源强声辐射模态分析方法。该方法利用简单源积分公式将结构表面连续的源强分布等效为一组简单源源强分布,利用这组简单源源强分布构造了结构辐射声功率2次型表达式,其2次型系数定义一个辐射阻矩阵,辐射阻矩阵的特征向量就构成了源强声辐射模态,从而实现复杂结构总辐射声功率的解耦。只要获得声辐射模态的展开系数,声场中的声压、质点法向速度等声学量都可由源强声辐射模态叠加得到。球形声源和棱台体声源的分析表明：源强声辐射模态保留了传统的声辐射模态优点,更方便解决复杂结构声辐射问题。     

双层阻抗复合吸声结构的优化研究

研究了由穿孔板及吸声材料构成的双层阻抗复合吸声结构,在此基础上建立了其声学性能模型,并通过建立优化数字模型,对其结构的各个几何参数和物理参数进行了优化设计。     

有限元与声辐射模态的薄板声辐射灵敏度分析

采用有限元与声辐射模态方法研究了薄板声辐射的灵敏度。应用有限元方法求出结构的速度分布后,利用Rayleigh积分求出薄板的声压,然后将薄板的声辐射功率表示为薄板速度分布的正定厄米特二次型;将薄板的声辐射功率对设计变量求偏导,薄板声辐射的灵敏度转化为阻抗矩阵的灵敏度与速度分布的灵敏度,最后通过声辐射模态理论和有限元方法可以分别求出结构阻抗矩阵的灵敏度与速度分布的灵敏度。以四边简支的薄板作为数值算例,对所提出的方法进行了验证。     

结构模态参数辨识的时频分析方法

本文应用线性和二次时频变换方法 ,包括 :线性时频分析方法短时傅立叶变换和二次时频表示魏格纳—维尔分布 ,进行了时变结构模态参数的辨识。通过对刚度突变的单自由度系统时变参数辨识的仿真 ,论述了两种时频辨识方法的特点。仿真结果表明时频变换辨识方法是辨识时变模态参数的有效工具 ,魏格纳—维尔分布二次时频表示能得到比基于短时傅立叶变换的谱图更好时间和频率分辨率的辨识结果     

复杂结构体的声辐射模态远场计算方法

声辐射模态在主动结构声控制领域取得了满意的噪声控制效果,但缺乏有效简便的远场测量或计算方法已成为其进一步发展的瓶颈。基于远场封闭包络与结构表面辐射声功率相等,借助声传递矩阵的概念,将声辐射模态的求解转换到流体域进行求解,获得了一种通用的任意结构远场声辐射模态求解方法。为了验证方法的可行性,利用不同的场点包络形状、不同距离的场点以及不同的场点数目对其性能进行分析,主要包括结构辐射声功率、声辐射模态幅值、声辐射模态效率。利用获得的声辐射模态计算脉动球的辐射声功率,并与其理论解进行比较,计算结果显示不同的场点状态对辐射声功率的影响较小,所获取的声辐射模态和辐射效率具有较高的可信度。同时,本方法可为远场测量声辐射模态提供理论参考。     

复杂结构系统试验模态分析

本文根据近年来我们的研究工作介绍了复杂结构系统试验模态分析中四个重要方面:理论基础、试验技术、参数识别和数据可靠性与精度检验。并给出实际复杂结构系统试验模态分析的结果。重点放在提高和保证分析结果的可靠性与精度上,以适应复杂结构动态设计的需要,用于改进有限元数学模型或直接为模态综合法提供子结构模态参数。     

基于人工神经网络的复杂结构模态匹配

对结构模态匹配方法进行简单评述，并提出了一种基于人工神经网络的复杂结构模态匹配方法。该方法能够准确匹配复杂结构模态向量，同时可以有效消除由于试验模态测量中测点不足、测点布置不当、测量不准确等因素导致的试验模态向量间的空间混叠影响。考虑实际工程中能够获得的训练样本数日有限，采用了轮换式学习方法有效扩展了学习样本集。算例表明，本方法合理可靠，在实际工程中有广泛的应用前景。     

船用柴油机机体组合结构模态分析方法

利用数值试验方法验证包括柴油机机座、机架、气缸体、扫气箱、空冷器等有限元模型简化的合理性。通过螺栓连接板件的模态试验验证有限元法模态分析中螺栓连接处理方法的可靠性。在此基础上建立包括以上各部件的某大型船用6缸柴油机机体组合结构有限元模型。通过对整体结构模态分析,找出整机刚度局部薄弱部位和整体固有振型。为大型船用柴油机设计人员在设计阶段,预报和预防整体结构振动提供一较为简便的方法。     

夹层结构声振耦合分析方法

为了研究夹层结构的声振耦合特性,提出了夹层声场的声波导模态展开方法,在此基础上发展了声波导模态展开方法的弱耦合形式,波导边界分别研究了绝对软边界和绝对硬边界两种形式,与结构模态展开方法和声腔模态展开方法及其弱耦合形式作对比,分析了声模态和声波导模态阶数对传声损失计算精度的影响,研究了不同夹层边界条件下夹层结构的声振耦合特性和夹层声场声压的分布情况。计算表明,需要的声波导模态阶数和声腔模态阶数由计算频率段的最高频率决定,最高频率越大,需要的声波导模态阶数和声腔模态阶数也越多;夹层结构的声振耦合特性是结构振动模态和声腔模态综合作用的结果,"梁-空气-梁"共振、驻波共振以及结构共振都会使得结构的隔声性能下降;夹层边界对结构的声振耦合特型有显著的影响;不同的夹层声场处理方法对于相同的物理现象得到的夹层声场分布不完全相同,从声场分布的特点可以反映所发生物理现象的机理。     

复杂结构振动研究的模态综合技术

本文给出了一种部件模态综合法,该法适用于具有连接件耦合的复杂结构系统,诸如拖拉机-拖车系统,转子-轴承-基础系统等。连接件简化为线性弹簧和线性阻尼。当解除部件之间连接件后,我们可以由计算或试验或兼由两者获得各种部件独立的自由界面主模态集信息,通过耦合力集合各部件运动方程而成总系统方程后,采用通常的求解线性代数方程的方法即可求解。用低阶子结构的模态坐标以降低高阶的总体物理坐标,其结果使计算机贮存和计算机时得到节省,这是很有意义的。作为一个算例,对某一拖拉机-拖车系统从159个自由度减为17个,综合后,其频率的最大计算误差为5.7％。本方法用于探索模态综合技术中子结构的矩阵形式为复数且不对称时数值计算的困难,这确实是值得进一步研究的问题。     

百叶窗式吸声结构的吸声特性

研究使用薄橡胶条倾斜固定于水箱壁面的吸声结构(百叶窗式吸声结构)的吸声特性.基于物理声学方法计算了这一结构的吸声系数,并用混响室法测量了这一结构的吸声性能.理论计算和实验结果表明,在水箱中敷设这种百叶窗式吸声结构能够在宽频带范围内获得较佳的吸声效果,如果调整结构参数可以改变吸声的频带范围.     

复杂结构的声辐射解耦及其声辐射效率分析

提出一种用边界元方法与声辐射理论求解复杂结构的声辐射模态与声辐射效率的理论方法。先将结构的声辐射功率表示为一个正定的厄米特二次型，运用广义特征值分解求解了复杂结构的声辐射模态，然后利用声辐射模态关于阻抗矩阵与均方速度耦合矩阵的正交性，求解了复杂结构的声辐射效率，最后用具有解析解的脉动球与辐射立方体验证了该方法的有效性。     

运用小波分析方法进行结构模态参数识别

结构的模态参数反映了结构自身特性，是基于动态特性的结构损伤识别和健康评估的重要因子。本文首先介绍了环境激励下基于小波分析的模态参数识别方法，针对土木工程结构的前几阶自振频率处于低频区域以及环境激励下结构响应信号信噪比很低的特点，着重论述了采用小波方法抑制原始测量信号中的高频成分（即噪音），从而突出结构低频特性的降噪处理方法的基本原理。通过比较传统傅里叶变换、短时傅里叶变换和小波变换三种方法对一实际高层建筑结构现场测试信号的处理结果以及有限元分析结果，认为小波分析方法可以更精确、更有效地识别工程结构的模态参数。     

声内耗填料对阻尼吸声涂层吸声性能的影响

讨论了声内耗填料的形态、种类对阻尼吸声涂层吸声性能的影响,试验结果表明填料颗粒形态不是影响涂层吸声性能的主要因素,但同种填料,颗粒形态的微观尺寸越大,其涂层的吸声性能越好;同一形态,不同填料的吸声性能大小主要取决于填料的种类,与填料的形态和微观尺寸没有必然的联系。     

阻抗管中吸声系数的传递函数测量法

介绍了在阻抗管中采用传递函数法测量材料吸声系数的原理，详细介绍了使用双传声器进行测量的方法，指出了测试的频率范围取决于阻抗管的管径大小和传声器布置的位置。     

轻型客车车身车架整体结构有限元模态分析

建立了某轻型客车车身、车架整体结构的有限元模型,计算了车身、车架整体结构和单独车架结构的振动模态,计算结果经过试验验证,表明所建立的有限元模型能够很好的反映原结构的振动特性。建立了车内空腔有限元模型,分析了车内空腔第一阶纵向模态。综合比较分析了车身、车架和空腔模态。     

圆管网格结构的自适应有限元分析方法研究

为了判断网格结构有限元模型中梁单元的长度和插值函数是否合理并对此进行调整,首先推导了梁在受拉、受压、纯弯3种情况下的挠曲微分方程,以有限元试算得到的梁单元两端节点力为边界条件,求出了梁单元广义力分布场的解析解;然后,根据Zienkiewicz-Zhu后验误差估计理论,以该解析解为广义力相对精确解,推导了广义力有限元解和广义力相对精确解的能量范数以确定梁单元的相对误差。在试算过程中,如果网格结构中每个梁单元的相对误差都满足精度要求,则终止试算过程,否则调整梁单元的插值函数或长度后再进行试算。以单层球面网壳的自适应有限元静力分析为例验证了该方法的正确性和可行性。     

基于试验模态参数的结构有限元模型修正

本文利用动力缩聚方法研究在结构模态试验的测量自由度小于有限元模型自由度时的模型修正问题,给出了一种利用非完备试验模态参数修正有限元模型的质量和刚度矩阵的方法,该方法可使修正后的模型保持原有的自由度相稀疏特性。     

车内噪声控制中的结构-声场耦合模态分析方法

车内噪声中的结构噪声是由车身结构振动与车内空腔声场的耦合产生的，传统的振动模态分析方法在针对车内噪声控制时由于没有考虑这种耦合特性而存在很大的局限性。本文在介绍结构－声场耦合模态分析方法的原理基础上，研究了该方法在车内噪声测试分析与控制中的应用与工程实现，并开发出了相应的测试分析系统。该系统在某车车内噪声控制中取得了明显的降噪效果。     

土-结构动力相互作用对隔震结构影响的模态分析方法

本文将频域模态分析方法推广到土－结构动力相互作用对基础事震结构的影响分析下。基于上部结构固定时具有正则型的假设下,推导了地震激励作用下,土－结构动力相互作用对基础隔震结构影响的频域模态分析的步骤。算例表明,采用低阶模态进行计算,得到较高精度的分析结果的同时,可以有效地减少计算时间。