正负双波激励冲击响应谱数值分析

基于ANSYS软件,采用双波激励历程求解了单自由度系统的位移、速度和加速度响应,使用时间历程后处理器(POST26)的RESP命令生成冲击响应谱,并与德国舰艇建造规范(BV0430)的冲击输入谱进行比较。结果表明:双波激励历程的最大位移和最大加速度冲击响应谱与BV0430的冲击输入谱吻合较好,而最大速度冲击响应谱误差较大。由于最大速度响应对结构抗冲击设计影响很小,所以针对BV0430冲击输入谱采用双波激励历程对船体设备进行时域抗冲击验证计算是完全可行的。     

稳态随机过程激励下基于首次超越破坏的结构优化设计

把结构系统动力可靠性分析与最优化设计结合起来 ,以结构系统的最小质量为目标函数 ,给出了考虑在平稳随机过程激励下多自由度线性系统总的可靠性的结构优化设计方法。运用谱分析理论 ,推导了结构系统在平稳随机过程激励下响应的统计特征 ,同时结合首次超越破坏的Possion模型计算结构系统的可靠性 ,最终采用广义乘子法得到结构系统设计变量的最优值。计算结果表明该方法是可行的     

样条有限点法分析板的非线性动力响应问题

本文提出了用样条有限点法分析板的几何非线性动力响应问题。采用了三次B样条函数与梁的振型函数的乘积作为试函数,由虚位移原理的动力方程出发,建立起以样条函数结点参数表示的基本方程,推导了非线性刚度矩阵的精确显式,并用wilson-θ法求解动力增量方程,求得挠度响应曲线。本文给出了算例,并与文献结果进行比较。本文提出的方法具有计算量小、精度高等优点。是十分有效的方法。     

液体推进剂消耗对大型卫星结构动特性的影响分析

为了研究液体推进剂消耗对某大型卫星结构动特性的影响,采用简化的“弹簧-质量”模型分析了推进剂消耗对结构动特性的影响趋势;基于MSC.PATRAN/NASTRAN给出了动力学分析过程中液体推进剂的等效建模和分析方法,包括梁单元法、附加质量法、“RBE3 -质量点”单元法和虚拟质量法等;建立了该卫星结构的有限元模型,进行了结构动力学特性和动响应分析,讨论了液体推进剂消耗对其动特性的影响规律.研究结果表明:随着推进剂的消耗,卫星整体振型的固有频率逐渐增大,而部分局部振型的固有频率保持不变;随着推进剂的消耗,卫星仪器安装板动力学响应峰值逐渐增大,所对应的频率也逐渐增大.     

基于加速度传递率的梁板结构冲击损伤

基于实际工程结构的损伤工况,针对冲击荷载难以度量和准确定位的实际情况,采用有限元数值方法,以相邻测点和多测点体系的加速度动力响应为基础,将基于加速度传递率函数的损伤指标引入到平台梁板结构的损伤识别研究中。对测得的结构加速度响应进行傅里叶变换,以中心测点为参考点,计算与周围各个方位测点两两之间的传递率函数,构造新的损伤指标,并由此识别损伤位置。平台梁板数值的仿真结果验证了该方法对边界连接处损伤工况识别的有效性。     

公路运输环境下运输车及导弹固体发动机响应数值分析

为解决某型固体火箭发动机在公路运输过程中动力学响应难以直接测定的实际问题,构建了运输车的13自由度动力学模型,采用谐波叠加法模拟路面不平度激励后,基于达朗贝尔原理计算得到车身质心处的时域响应,并简要分析了不同运输工况下响应规律,最后利用MSC.Nastran分别仿真计算了发动机在加速度载荷及其与温度载荷联合作用下的动力学响应。结果表明:运输过程中,车身质心处加速度响应近似服从高斯分布,且其均方根值随运输速度提升或运输公路等级下降而呈非线性增加趋势;考虑随机振动与温度载荷联合作用时,发动机壳体von Mises应力响应最大值超过500 MPa,药柱von Mises应变大于5%,均高于振动载荷单独作用响应,但不会造成发动机强度破坏。     

舰船结构塑性动力响应研究进展

从舰船结构塑性动力响应的工程背景出发,简要介绍了该问题当前的研究进展．主要评述了国内外学者所关注的一些基本问题和研究方法,主要包括解析法、近似法、数值法等,以及冲击载荷作用下梁、板、板架、壳体等结构塑性动力响应的研究进展．     

身管在加速弹丸激励下的振动研究

研究了弹丸运动冲击下的身管振动规律.通过分离主模态,给出了运动弹丸形成身管横向振动激励的机理,得出了弹丸激励作用下身管的振动响应,并通过案例计算,获得了在运动弹丸冲击作用下的身管振动规律.结果表明,弹丸加速度越大,身管振动幅值越小;随着弹丸加速度增大,在弹丸出口瞬间,炮口振动幅值达到最大;身管刚度越大,强迫振动幅值越小.     

航速振荡对船舶纵摇与垂荡耦合运动的响应模型

为解决船舶纵向速度振荡对纵摇与垂荡运动响应影响问题,开展了有船舶纵向速度振荡条件下的纵摇与垂荡耦合运动响应模型研究。建立了一组坐标系,基于弗汝德-克雷洛夫假定,推导了船体切片的浮力、阻尼力和惯性力,通过对切片的积分得到了船体纵摇和垂荡的水动力(矩),推导并得到了纵摇与垂荡耦合运动响应方程。初步讨论分析了纵向振荡速度、加速度和位移对船体水动力及波浪力(矩)的影响,得到了纵向振荡位移对纵摇与垂荡耦合运动特性有显著影响的初步结论。     

钢筋混凝土柱壳结构振动模态试验研究

本文根据频响分析原理,用实验模态分析方法,对钢筋混凝土柱壳结构进行莫大记测试与分析,得出该结构各阶振动频率,振型及阻尼,同时,用动力有限元法对该结构模态进行了数值计算,两种方法得到的频率与振型具有较好的一致性。     

一类非线性动力系统的时滞反馈分叉控制

对时滞控制作用下的参数激励van der Pol-Duffing方程进行了研究,着重研究了时滞参数对该类参数激励系统的1/2亚谐共振-主参数共振分叉响应控制。首先采用摄动法从理论上推导出时滞动力系统的分叉响应方程,再采用数值模拟的方法研究了时滞参数对系统分叉响应的影响。研究结果表明,适当选取时滞参数,不仅可以改变分叉响应曲线的拓扑形态,还可以平移分叉响应曲线,即使其分叉提前或滞后,还能同时满足这两种要求。     

一维结构瞬态响应分析的传递函数方法

本文给出了一种求解一维结构瞬态响应问题的解析方法。通过对控制方程及其定解条件进行Ｌａｐｌａｃｅ变换，将问题写成状态空间形式，用传递函数法求得统一形式的解析解。通过Ｌａｐｌａｃｅ逆变换求得结构在时域内的瞬态响应。文中给出了一些一维结构动力响应问题的算例。     

运载器牵制释放结构动力响应数值模拟方法研究

将运载器牵制释放垂直发射的过程依次分为静态、牵制、释放三个阶段.利用MSC.Patran/Nastran的场功能和分组分析功能,将前一个阶段的计算结果场向后一个阶段的初始条件场传递,提出了一种分析运载器牵制释放全过程结构动力响应的分阶段计算新方法.解决了牵制释放过程中由于出现运载器-发射台分离面给结构动力响应计算带来的困难.采用该方法计算了几个运载器牵制释放的算例,分析了牵制阶段牵制力的变化、释放阶段运载器结构动力响应的特点、不同释放时间对结构动力响应的影响.算例表明:该方法实施简便、精度较高,还可拓展用于不同时刻释放、释放不同步、施加缓释力等条件下运载器结构动力响应的分析,为牵制释放系统的研制提供参考.     

螺旋桨激励水下艇体振动的试验及数值研究

为考虑螺旋桨真实激励特性,在循环水槽中开展艇尾伴流场中螺旋桨诱导艇尾脉动压力及螺旋桨激励水下艇体振动响应的测量试验。试验结果表明:脉动压力幅值在叶频处最大,且随螺旋桨负载增加而增大,随与螺旋桨之间距离的增大而减小,四叶桨脉动压力在尾翼后的高伴流区幅值较大,五叶桨则在尾翼之间的低伴流区幅值较大；大部分测点的振动响应幅值随螺旋桨负载增加而增大,但也存在叶频处幅值较小和未随负载增加而增大的情况；五叶桨激励引起的侧向振动较四叶桨有所增强而轴向振动有所减弱；特定谱峰频率处振动响应幅值呈一阶弯曲振型,其频率范围与有限元计算结果较为一致。综合采用计算流体动力学、有限元和模态叠加法建立螺旋桨激励水下艇体振动响应的数值计算方法,通过计算与试验结果的对比发现,该方法的计算结果与试验结果吻合较好,相比于采用单位简谐激励的谐响应分析方法更加接近真实情况。     

地基刚度变化对车辆动力特性的影响

根据两自由度车辆振动模型和道路多层离散体系模型,建立了车辆-道路垂向耦合动力分析模型,推导出了车辆-道路系统的动力平衡方程组,并对动力平衡方程组进行了编程求解,分析了地基刚度变化对车辆动荷载和车身加速度的影响.分析表明:地基刚度变化对车身加速度影响不大,在地基刚度达到某一临界值后一定的范围内,地基刚度的变化对动荷系数影响也不再显著,否则,要对地基进行处理.     

波纹型泡沫混凝土耗能层的抗爆性能

为了研究耗能层类型改变对复合防护结构防护能力的影响,利用LS-DYNA有限元软件,对采用波纹型泡沫混凝土作为耗能层的复合防护结构在爆炸荷载作用下的动力响应进行了模拟,从压力、合成位移、合成加速度和合成速度4个方面考察其防护能力,发现波纹型泡沫混凝土防护能力明显优于平板型泡沫混凝土;并对波纹周期分别为6,8,10 cm的情况进行比较,发现其抗爆效果基本符合波纹周期越小,防护效果越好的规律。     

装甲装备器材缓冲包装CAD中数据的处理

在装甲装备器材包装设计中,缓冲设计是根据装甲装备的易损度、运输环境来设计防震缓冲垫结构的。在对单自由度线性或非线性民用物品包装的跌落缓冲垫设计时,工程上常采用缓冲系数-最大应力(Gm-δm)曲线和最大加速度-静应力(Gm-δm)曲线。我国于1990年3月开始贯彻的GB8166-87“缓冲包装设计方法”中建议优先选用第二种方法,理由是其更接近包装系统跌落时的缓冲情况。本文只讨论将动态压缩数据处理成最大加速度-静应力曲线过程。一、实验的数据处理最大加速度-静应力G-δm曲线是基于材料动态特性实验而绘制的。在实验过程中,把重锤的跌落高…     

基于时频信号项的输电塔损伤识别柔度矩阵法

将悬臂结构损伤识别柔度矩阵法和振动时域响应信号时频分析方法相结合,利用柔度矩阵与结构参数间的线性关系,引入突卸荷载激励下振动响应的WVD时频分布信号项幅值向量,通过求解损伤系数方程来识别集中质量型输电塔结构的损伤位置和程度。算例分析表明,所提出的方法通过一次测量就能准确地识别出结构单个或多个损伤的程度,并具有良好的抗噪性。     

加肋圆柱壳结构的FE-IE算法网格尺度划分原则

为了研究结构有限元耦合流体无限元算法的网格尺度划分原则,提出有限元-无限元算法中结构湿表面的网格尺度划分原则。数值计算结果表明,对加肋圆柱壳而言,在保证一个肋骨间距至少有2个有限元单元的前提下,将结构主振型弯曲波波长作为有限元-无限元算法中结构湿表面网格尺度划分的参考标准是可行的,即保证一个主振型分量波长内至少有6个有限元单元。提出以结构主振型分量的弯曲波波长(而不是最短的结构波长)作为有限元-无限元算法中网格尺度划分的参考标准,所得结论对于有限元-无限元算法中结构湿表面的网格划分以及控制内域流体有限元数量均具有十分重要的参考意义。     

基于Polymax算法的大型塔架模态参数识别

以环境随机激励作用下的大型塔架结构为研究背景,提出了基于Polymax算法的大型复杂系统模态参数识别方法。首先针对大型塔架设计环境激励响应信号测试系统,然后对获取的激励响应信号进行分析和截取,选出各组试验中理想的响应信号段,最后基于Polymax算法对截取信号段进行参数识别,并将获取的结果进行模态验证。结果表明：该方法对于大型塔架模态参数的识别具有较高的精度。