含间隙约束的管道系统高效动响应分析方法研究

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作者 侯勝杰 郑学琳 +1 位作者 柴怡君 杨雄伟 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第5期92-102,共11页

运用传统时程分析法对含间隙非线性的复杂结构进行动力学分析存在计算耗时长等问题,为了提高含间隙支撑管道系统动响应的计算效率,研究提出了一种适用于工程的含间隙约束管道系统动响应的高效分析方法。该方法结合模态叠加法与等效线性... 运用传统时程分析法对含间隙非线性的复杂结构进行动力学分析存在计算耗时长等问题,为了提高含间隙支撑管道系统动响应的计算效率,研究提出了一种适用于工程的含间隙约束管道系统动响应的高效分析方法。该方法结合模态叠加法与等效线性化理论,并引入迭代计算,对间隙支撑处的非线性接触刚度进行线性化等效处理。然后将等效刚度加入不考虑间隙的管道模型中,进一步建立等效线性系统的运动方程。利用模态叠加法对该方程进行分析,最终获得系统在给定激励力作用下的动态响应。以简单含间隙支架的管道模型为例,结合有限元仿真结果对该方法的准确性和高效性进行了验证。研究结果表明,该方法不仅能有效提高计算效率,且具有较小的误差,具有重要的工程应用价值。 展开更多

关键词 间隙支架 等效线性化方法 模态叠加法 动响应分析 管道系统

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圆筒型永磁直线电机电磁振动特性研究 被引量：1

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作者 邹宇帆 吴振兴 +2 位作者 许金 张逸超 李明珂 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期92-97,共6页

为了研究圆筒形直线电机的电磁振动特性,通过建立考虑电磁力空间分布的圆筒型永磁直线电机电磁振动解析模型,对该型电机的振动机理进行了研究。首先,基于Love壳体理论推导了电机简化壳体的模态参数;然后,结合圆筒永磁直线电机特有的轴... 为了研究圆筒形直线电机的电磁振动特性,通过建立考虑电磁力空间分布的圆筒型永磁直线电机电磁振动解析模型,对该型电机的振动机理进行了研究。首先,基于Love壳体理论推导了电机简化壳体的模态参数;然后,结合圆筒永磁直线电机特有的轴向简谐分布、周向均匀分布电磁力,基于模态叠加法计算了电机简化壳体电磁振动,解析计算结果与有限元仿真值吻合较好;最后,利用所建立的解析模型分析发现,圆筒型直线电机电磁振动由径向呼吸模态决定,改变变频器的开关频率降低了电机的高频电磁振动幅值,相关理论分析和计算结果通过样机试验得到了验证。 展开更多

关键词 圆筒型永磁直线电机 电磁振动 壳体理论 模态叠加法

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电力系统非线性模式分析方法的比较 被引量：20

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作者 吴复霞 吴浩 +1 位作者 韩祯祥 甘德强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第34期19-25,共7页

该文对2种电力系统非线性模式分析方法——模态级数法和正规形法进行比较。定性比较模态级数法和正规形法的2阶参与因子。在正规形法原有指标的基础上定义一个非线性指标,并以4机2区系统的算例验证该非线性指标的有效性。为比较模态级... 该文对2种电力系统非线性模式分析方法——模态级数法和正规形法进行比较。定性比较模态级数法和正规形法的2阶参与因子。在正规形法原有指标的基础上定义一个非线性指标,并以4机2区系统的算例验证该非线性指标的有效性。为比较模态级数法、正规形法和线性模式分析法所得解对时域仿真解的逼近程度,定义一误差指标,并在4机2区系统中做相关分析。发现模态级数法和线性模式分析法的有效性均不受系统共振的影响,而正规形法的有效性受系统共振情况的影响较大,在系统的2阶共振点附近,其有效域面积较小。通过延长故障的持续时间来改变系统的非线性程度,发现随着系统非线性的增强,模态级数法的误差及其增加速度都是最小的,正规形法次之。 展开更多

关键词 电力系统 非线性模式分析 模态级数法 正规形方法 线性模式分析法 参与因子

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基础谐波激励单侧约束简支梁系统的动力学特征分析 被引量：1

4

作者 周岩 肖世富 《力学与实践》 北大核心 2019年第3期270-277,共8页

为研究间隙碰撞对系统动力学响应的影响,以理想简支梁的振型函数为Rayleigh–Ritz基函数建立了单侧约束简支梁系统的非线性离散动力学方程组,应用数值方法研究了系统在基础谐波激励下的动力学响应特征及其对共振频率线性等效方法适用性... 为研究间隙碰撞对系统动力学响应的影响,以理想简支梁的振型函数为Rayleigh–Ritz基函数建立了单侧约束简支梁系统的非线性离散动力学方程组,应用数值方法研究了系统在基础谐波激励下的动力学响应特征及其对共振频率线性等效方法适用性的影响。研究表明:非线性动力学系统间隙产生的局部碰撞,使得系统振动能量在系统各阶模态之间转移,使得线性等效方法失效;即使进行非线性分析,也需要考虑系统固有频率远大于激励频段上限的模态。 展开更多

关键词 单侧约束 碰撞 Rayleigh–Ritz方法 线性等效方法 模态能量转移

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直线振动筛振动特性分析 被引量：33

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作者 吴丽娟 李惠彬 《机械工程师》 2004年第8期45-47,共3页

采用ANSYS软件对某厂设计的ZKZ21537型直线振动筛进行了模态分析和谐响应分析,计算出了该振动筛的前30阶固有频率、模态振型和工作频率下的动应力响应,找出了振动筛在额定载荷作用下各部位的应力和变形的分布规律。利用计算结果对该振... 采用ANSYS软件对某厂设计的ZKZ21537型直线振动筛进行了模态分析和谐响应分析,计算出了该振动筛的前30阶固有频率、模态振型和工作频率下的动应力响应,找出了振动筛在额定载荷作用下各部位的应力和变形的分布规律。利用计算结果对该振动筛的设计进行了局部修改。 展开更多

关键词 振动筛:有限元法 模态分析 谐响应分析

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套筒式新型剪叉机构 被引量：1

6

作者 李宇庭 熊彪 +3 位作者 冼土濂 孙科 张志富 陈定方 《起重运输机械》 2014年第9期60-65,共6页

针对剪叉机构在运动过程中平台受力点随时间变化等特点,提出了一种新型套筒式剪叉机构,以套筒式可伸缩杆为主要承力构件,采用分级顶推的方式上升。对2种机构进行了详细的运动学和力学分析,比较两者的主要性能差异,并通过实例与相关软件... 针对剪叉机构在运动过程中平台受力点随时间变化等特点,提出了一种新型套筒式剪叉机构,以套筒式可伸缩杆为主要承力构件,采用分级顶推的方式上升。对2种机构进行了详细的运动学和力学分析,比较两者的主要性能差异,并通过实例与相关软件仿真验证了分析的正确性。给出了改进机构的优化条件,运用线性加权和法对改进机构做出了相应优化,利用有限元方法对其进行了模态分析,验证了机构的稳定性。 展开更多

关键词 剪叉机构 套筒 分级顶推 线性加权和法 模态分析

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粘性阻尼结构振动系统的实空间解耦和迭代求解 被引量：11

7

作者 陈国平 《振动工程学报》 EI CSCD 2000年第4期559-566,共8页

研究一般粘性阻尼结构振动系统的实解耦方法和相应的逆迭代求解。首次给出了把在状态空间解耦后的复系数方程还原成实系数方程的还原变换 ,并由此得到能把一般粘性阻尼结构振动方程进行解耦的实变换矩阵。同时还构造了实数运算的逆迭代... 研究一般粘性阻尼结构振动系统的实解耦方法和相应的逆迭代求解。首次给出了把在状态空间解耦后的复系数方程还原成实系数方程的还原变换 ,并由此得到能把一般粘性阻尼结构振动方程进行解耦的实变换矩阵。同时还构造了实数运算的逆迭代方法 ,用以求解相应的实模态向量。数值算例表明了本文方法的正确和可行。 展开更多

关键词 线性振动 粘性阻尼 模态分析 实解耦方法 迭代求解

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基于摄动原理的复杂土层地震反应分析的子结构法 被引量：3

8

作者 楼梦麟 白建方 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期221-225,共5页

把约束子结构模态综合法与直接模态摄动法相结合,建立复杂场地三维地震反应等效线性化分析计算方法。应用直接模态摄动原理,可简化各子结构模态分析过程,将特征值求解问题转化为线性代数方程组的求解,从而可有效提高计算效率。算例表明... 把约束子结构模态综合法与直接模态摄动法相结合,建立复杂场地三维地震反应等效线性化分析计算方法。应用直接模态摄动原理,可简化各子结构模态分析过程,将特征值求解问题转化为线性代数方程组的求解,从而可有效提高计算效率。算例表明,该方法在提高大规模复杂场地地震反应分析计算效率方面优势明显。 展开更多

关键词 复杂场地 等效线性化 约束模态综合法 模态摄动法

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基于有限元法的传动丝杠模态及线性屈曲分析 被引量：4

9

作者 李丹 曾翠华 《机械》 2017年第2期14-16,60,共4页

针对某型号中的关键传动丝杠机构,通过建立有限元模型先进行结构静力分析,然后以静力学计算结果为预应力计算了传动丝杠机构固有频率和振型。为了校核传动机构的稳定性,进行线性屈曲分析求出压杆失稳安全因子,由此,为精密传动丝杠机构... 针对某型号中的关键传动丝杠机构,通过建立有限元模型先进行结构静力分析,然后以静力学计算结果为预应力计算了传动丝杠机构固有频率和振型。为了校核传动机构的稳定性,进行线性屈曲分析求出压杆失稳安全因子,由此,为精密传动丝杠机构的精确设计以及校核传动稳定性的深入研究提供了有益的分析数据和方法。 展开更多

关键词 有限元方法 模态分析 线性屈曲分析 传动丝杠

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基于面内模态的直线超声微电机研究 被引量：1

10

作者 万志坚 《微电机》 北大核心 2012年第2期30-34,共5页

对矩形压电振子进行了研究,对其结构进行了改进,提出了一种直线超声微电机,介绍了其结构和工作原理,运用ANSYS有限元分析软件建立了压电振子的有限元模型,对压电振子进行了模态分析和谐响应分析,对压电振子的纵向和弯曲振动的面内模态... 对矩形压电振子进行了研究,对其结构进行了改进,提出了一种直线超声微电机,介绍了其结构和工作原理,运用ANSYS有限元分析软件建立了压电振子的有限元模型,对压电振子进行了模态分析和谐响应分析,对压电振子的纵向和弯曲振动的面内模态的简并进行了分析。分析发现改进后的压电振子激振频率降低,频率点得到优化;同时,压电振子的振幅也明显变大。研究结果为纵弯面内复合模态的直线超声电机制作和实验研究提供了依据。 展开更多

关键词 直线超声电机 模态分析 有限元 超声微电机

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基于约束最小二乘法的剪切型框架结构损伤识别新方法 被引量：3

11

作者 罗钧 刘纲 黄宗明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期119-124,182,共7页

针对现有基于模态驱动的损伤识别方法在定位和定量方面的不足,提出了一种适用于剪切型框架结构的损伤识别算法。根据结构动力学特征方程,推导了剪切型结构的单元损伤系数方程,建立起单元损伤系数与损伤前后结构模态参数之间的关系;根据... 针对现有基于模态驱动的损伤识别方法在定位和定量方面的不足,提出了一种适用于剪切型框架结构的损伤识别算法。根据结构动力学特征方程,推导了剪切型结构的单元损伤系数方程,建立起单元损伤系数与损伤前后结构模态参数之间的关系;根据剪切型结构的单元损伤系数方程和约束线性最小二乘法,提出了一种适用于剪切型框架结构的损伤识别新指标,可以利用较少的模态阶次直接进行损伤的定位和定量识别。最后利用一个6自由度数值模型和试验室3层框架试验验证算法的有效性。 展开更多

关键词 损伤识别 模态参数 单元损伤系数 约束线性最小二乘法 剪切型框架

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三平移全柔性并联机构多目标拓扑优化设计 被引量：5

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作者 谢俐 杨乐 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第9期193-196,共4页

为满足精密定位和微纳制造领域对全柔性并联机构构型设计的需求,基于三平移并联机构原型,采用多目标拓扑优化理论,得到了一种结构配置较佳的新型全柔性并联机构。首先,基于单目标的柔度优化模型和固有频率优化模型,运用线性加权法建立... 为满足精密定位和微纳制造领域对全柔性并联机构构型设计的需求,基于三平移并联机构原型,采用多目标拓扑优化理论,得到了一种结构配置较佳的新型全柔性并联机构。首先,基于单目标的柔度优化模型和固有频率优化模型,运用线性加权法建立了机构的多目标拓扑优化模型。然后,基于HyperWorks/OptiStruct软件和优化准则算法对机构进行拓扑优化设计,得到了拓扑优化后的新型全柔性并联机构。最后,通过HyperMesh软件对拓扑优化前后的机构进行静力学分析和模态分析,从而验证了多目标拓扑优化设计的有效性。 展开更多

关键词 全柔性并联机构 线性加权法 多目标拓扑优化 静力学分析 模态分析

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缺陷圆柱壳体外压屈曲的仿真分析 被引量：9

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作者 同志学 郑飞 解妙霞 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期64-69,共6页

基于Ansys workbench有限元仿真软件,对含初始缺陷的圆柱壳体进行了外压屈曲的仿真研究。首先进行了理想圆柱壳体的特征值屈曲分析,得出前30阶线性屈曲失稳模态作初始几何缺陷。然后基于单一模态缺陷法和组合模态缺陷法建立具有初始几... 基于Ansys workbench有限元仿真软件,对含初始缺陷的圆柱壳体进行了外压屈曲的仿真研究。首先进行了理想圆柱壳体的特征值屈曲分析,得出前30阶线性屈曲失稳模态作初始几何缺陷。然后基于单一模态缺陷法和组合模态缺陷法建立具有初始几何缺陷的模型,利用有限元仿真分析的非线性稳定算法和弧长法进行非线性屈曲分析。最后设计圆柱壳体静压屈曲实验,得出了临界屈曲载荷。将非线性屈曲分析结果与实验结果、承压结构工程分析方法计算结果作对比分析,结果表明:弧长法与非线性稳定算法相比,预测精度更高;承压结构工程分析方法求出的结果非常保守,临界屈曲载荷远低于实验结果;第1阶模态缺陷不是对圆柱壳体承压能力最不利的初始缺陷,最不利初始缺陷的模态阶数一般为低阶;模型的初始缺陷幅值大小对临界屈曲压力有较大的影响,但对最不利初始缺陷的模态阶数没有影响。2种初始缺陷构造方法都是可行的,但低阶多模态组合缺陷模型具有更精准的预测精度,误差约为3.55%。 展开更多

关键词 圆柱壳体 初始缺陷 模态缺陷法 有限元 非线性稳定算法 弧长法

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基于能力谱法原理的改进模态静力弹塑性分析 被引量：1

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作者 辛力 王敏 +1 位作者 曾凡生 梁兴文 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2011年第1期51-56,共6页

模态静力弹塑性分析法中,动力时程分析部分的可操作性较差,且分析结果不稳定。用能力谱法替代原有的动力时程分析,在现行规范加速度反应谱基础上计算结构各振型等效单自由度体系各性能水平的位移反应,然后将其转化为相应多自由度结构的... 模态静力弹塑性分析法中,动力时程分析部分的可操作性较差,且分析结果不稳定。用能力谱法替代原有的动力时程分析,在现行规范加速度反应谱基础上计算结构各振型等效单自由度体系各性能水平的位移反应,然后将其转化为相应多自由度结构的位移反应,并通过平方和开方法求得结构的总位移反应,用其与结构某一性能水平的位移(层间位移角)限值进行比较,判断设计结果是否满足性能目标要求。该方法改善了模态静力弹塑性分析法的可操作性,使其评估结果更加稳定。 展开更多

关键词 模态静力弹塑性分析 动力时程分析 能力谱法 性能目标

原文传递

关于线性振动系统模态叠加法的一个注记

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作者 谢能刚 宋培玉 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2002年第1期52-55,共4页

针对用模态叠加法计算结构线性振动系统的响应 ,作模态截断的截尾模态阶数的取值 ,给出了能量范数形式的判断指标 .用于小湾拱坝结构的动力分析表明 ,需取 10阶以上的模态进行叠加 .

关键词 线性振动系统 模态叠加法 模态截断 能量范数 拱坝

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移动车载作用下多跨梁振动的模态空间控制 被引量：3

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作者 王真 程远胜 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期86-88,共3页

采用有限元法,利用车-桥单元建立了N个车辆作用下车-桥耦合系统的受控运动微分方程.采用独立模态空间控制法,通过独立控制少数模态实现了对移动车载作用下多跨梁振动的主动控制.对一列车-三跨桥梁系统计算了控制前后桥梁振动的位移动力... 采用有限元法,利用车-桥单元建立了N个车辆作用下车-桥耦合系统的受控运动微分方程.采用独立模态空间控制法,通过独立控制少数模态实现了对移动车载作用下多跨梁振动的主动控制.对一列车-三跨桥梁系统计算了控制前后桥梁振动的位移动力放大系数和弯矩动力放大系数,计算结果表明独立模态空间控制能够较有效地抑制多跨梁结构的车致振动. 展开更多

关键词 多跨梁 振动 模态空间控制 最优控制 移动车载 有限元法

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二阶非线性模态参数识别方法的研究

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作者 马孝江 袁景侠 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第6期679-685,共7页

提出一个新的非线性模态参数识别的方法──曲面拟合方法．该方法根据 Ｖｏｌｔｅｒｒａ函数级数理论，在识别出非线性系统高阶传递函数的基础上，分析了非线 性高阶传递函数的分布特征，建立一个差频坐标系，对非线性高阶传递函数进行... 提出一个新的非线性模态参数识别的方法──曲面拟合方法．该方法根据 Ｖｏｌｔｅｒｒａ函数级数理论，在识别出非线性系统高阶传递函数的基础上，分析了非线 性高阶传递函数的分布特征，建立一个差频坐标系，对非线性高阶传递函数进行对角 化处理，进而进行整体曲面拟合（ＳＦＭ），实现非线性模态参数的识别。 展开更多

关键词 非线性系统 模态参数识别 综合法

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索穹顶结构的优化设计 被引量：5

18

作者 赵宝成 曹喜 顾强 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2002年第10期60-62,共3页

索穹顶结构优化设计分为三个方面 :预应力优化设计、截面优化设计、形状优化设计。通过线性规划、齿形法及模态搜索法的联合应用 ,内力分析采用有限单元法 ,预应力优化设计采用线性规划法 ,截面优化设计采用齿形法 ,形状优化设计采用模... 索穹顶结构优化设计分为三个方面 :预应力优化设计、截面优化设计、形状优化设计。通过线性规划、齿形法及模态搜索法的联合应用 ,内力分析采用有限单元法 ,预应力优化设计采用线性规划法 ,截面优化设计采用齿形法 ,形状优化设计采用模式搜索法 ,编制了索穹顶结构优化的计算程序 ,将索穹顶结构优化设计的三个方面有机地结合在一起 。 展开更多

关键词 索穹顶结构 形状优化 线性规划 齿形法 模态搜索法

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基于有限条模型的板结构振动主动控制设计

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作者 张楚贤 李世其 魏发远 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期23-25,共3页

针对板结构形状的规则性 ,提出用有限条法进行建模 ,将二维薄板的控制设计降为一维控制问题的设计 .对模型进行模态分析 ,采用独立模态控制法 ,把原问题进一步降维 ,成为一系列标量微分方程的优化设计问题 .从而减少了振动主动控制设计... 针对板结构形状的规则性 ,提出用有限条法进行建模 ,将二维薄板的控制设计降为一维控制问题的设计 .对模型进行模态分析 ,采用独立模态控制法 ,把原问题进一步降维 ,成为一系列标量微分方程的优化设计问题 .从而减少了振动主动控制设计的计算量和难度 。 展开更多

关键词 板结构 振动主动控制 独立模态控制 线开二次优化 有限条模型 控制反馈量

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TQLZ型直线振动筛的振动特性研究

20

作者 任宁 李永祥 周峰 《粮食加工》 2015年第1期56-58,共3页

为提高TQLZ型直线振动筛的可靠性,对其振动特性进行了研究。在三维造型软件Solid Works 2012中建立该直线振动筛的三维几何模型,导入ANSYS Workbench 13.0后进行自由网格划分形成有限元模型,对其接触关系和约束条件进行合理处理后,进行... 为提高TQLZ型直线振动筛的可靠性,对其振动特性进行了研究。在三维造型软件Solid Works 2012中建立该直线振动筛的三维几何模型,导入ANSYS Workbench 13.0后进行自由网格划分形成有限元模型,对其接触关系和约束条件进行合理处理后,进行模态分析数值求解。结果表明:直线振动筛在工作过程中不会发生共振现象,其结构和振动特性是合理的。该研究为同类振动筛的进一步动力学分析和结构优化奠定了基础。 展开更多

关键词 直线振动筛 有限单元法 模态分析 振动特性

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