模态叠加法

摘要： 吊挂梁的强度对地铁设备安全性有重要影响,建立准确的计算模型是吊挂梁强度评估和优化的前提。文中使用HyperMesh建立了地铁车辆设备吊挂梁的有限元模型,采用模态叠加法计算结构受到冲击后的动态响应,对结构强度进行分析。通过冲击试验,采集了应变响应,仿真应力的大小和变化趋势与试验具有较好的一致性,验证了该有限元模型和计算方法的有效性。使用Optistruct对吊挂梁型材进行参数优化,优化后的型材质量减小了14.89%,达到轻量化的效果。

摘要： 针对多台大型汽轮发电机组在振动测试过程中的不平衡导致转子反向涡动的问题,建立非对称支撑转子系统动力学模型,通过模态叠加法推导出系统对不平衡激振力的响应,分析不平衡振动矢量对转子涡动方向的影响规律,并结合3台600 MW等级汽轮发电机组轴系现场动平衡前后振动测试实例,分析了工作转速下转子发生反向涡动的原因。结果表明:即使在避开临界转速区域的工况下,各向异性支撑轴系发生多面不平衡时,只要各处不平衡的轴向位置、大小和角度满足一定关系,部分轴颈截面就会表现为反向涡动。

摘要： 叶尖定时(Blade Tip Timing)方法作为一种非接触式测量方法,用来测量叶片振动位移,越来越广泛地应用于叶片振动监测中.通过叶尖定时法获取叶尖振动,再通过叶尖振动值同特征部位的应变值的对应关系获得叶片的应变值,是一种可行的叶片动应变非接触测量方法.本文基于模态计算提出一种透平机械叶片动应变测量方法,并基于有限元数值方法开发了模态计算程序来获取叶片模态位移与模态应变.对某型航空发动机叶片进行了仿真计算和共振测试实验标定,以较高精度(误差小于5%)的结果证明了间接测量叶片动应变方法的有效性.同时,本文也探讨了叶尖变形对各阶模态的敏感性,用来指导叶尖位移监测点的选取.

摘要： 传统的准静态方法不能覆盖开闭件动态响应造成的疲劳损伤,对车身进行基于模态叠加法的模态瞬态分析,同时考虑某车型后背门设计状态和实车状态的差异,分别对后背门焊点寿命进行仿真计算,复现了实车出现的焊点开裂现象,并对其造成的原因进行调查.通过此方法复现实车失效问题,说明了模态瞬态法在开闭件疲劳耐久分析中的准确性和必要性,同时可看出缓冲块对于后背门耐久性能的重大影响,对后背门开发过程有重要的指导意义.

摘要： 黏滞阻尼假定导致现行用于混合结构抗震计算的时程分析方法存在不足.滞变阻尼假定与试验结果相符,克服了黏滞阻尼假定的缺陷.该文提出一种基于滞变阻尼假定的模态叠加法,对单一材料结构和混合结构皆适用,其阻尼矩阵构造方法简单、构造工作量小、物理意义明确,回避了基于黏滞阻尼假定时计算阻尼矩阵需要事先确定若干响应较为显著频率问题和需要计算模态阻尼比问题,有效改进了经典模态叠加法用于混合结构抗震计算的不足,可以得到更加合理的计算结果,与模型振动台试验的破坏形态更加吻合.

摘要： 基于欧拉梁理论、Kirchhoff薄板理论和无限周期结构理论,建立三维离散支承浮置板轨道动力响应频域模型.钢轨和浮置板的位移均通过模态叠加法进行表示,其中浮置板振型函数由双向梁振型函数组合得到.利用移动谐振荷载作用下无限周期结构理论及振型函数正交等性质,通过求解轨道在一个周期内的动力响应,进而得到无限长轨道上任一点的动力响应.该研究对二维、三维模型的计算结果进行对比,并对左右钢轨作用激振频率不同的单位移动谐振荷载时浮置板轨道的动力响应进行研究.结果 表明:移动谐振荷载作用于左侧钢轨时,由于浮置板和钢轨的耦合作用,会同时激发右侧钢轨的振动,且右轨振动响应的频域特征与浮置板振动响应特征较为相似;当两钢轨上荷载的激振频率不同时,较低激振频率的荷载作用侧的轨道振动响应更为强烈.

摘要： 基于模态叠加法和声振耦合理论建立了加筋板结构与梯形声场间的耦合模型;研究了点力到筋的距离、筋的刚度、质量和根数的变化对耦合系统响应的影响.结果表明:由于加筋导致的板振动能量和梯形声腔声势能的衰减程度与点力到筋间的距离密切相关,当点力直接作用在筋上或者点力到筋的距离小于板的四分之一弯曲波长时,振动能量和声势能在较宽的频段都出现衰减现象,反之则不会出现衰减现象.梯形声腔声势能和固支板振动能量的衰减级随着筋弯曲刚度的增加而变大,而筋的质量对能量衰减的影响与分析的频段范围有关.筋的根数增加并不会使得声振耦合系统中声势能和板振动能量的衰减级一直呈现增大现象.

摘要： 大功率汽轮机的调节级在高温和高转速下工作,其工作条件极为恶劣.一直以来,调节级在部分进汽情况下的瞬态动力学响应是业内广泛关注的焦点.文章通过数值模拟的方法,采用先进的超单元和模态叠加法对大功率汽轮机的调节级在两阀工况下受到部分进汽激振力情况下的动力学响应进行了分析.结合调节级静力学计算的结果,对调节级的疲劳寿命进行了分析.

摘要： 框架面板式构型卫星火工品作动时产生的高量级、高频响冲击载荷会导致星上单机设备的损伤,然而板杆耦合的力学特性导致冲击载荷的传递及衰减特性差异很大,分析评估关键部件的响应准确性差.本文通过直接积分法和模态叠加法对框架面板式构型卫星进行瞬态响应分析,比对两种求解方法优缺点并分析影响计算结果精度和时长的可能因素.仿真数据表明,对于爆炸冲击这类作用时间极短、高频成分占激起响应较大比重的载荷,模态叠加法虽然可以通过截断模态选取范围,调整时间步长解决直接积分法计算量大、运算次数多、计算时间长的问题,但易忽略高阶模态、影响计算结果的准确性.通过与地面试验验证结果比对,直接积分法更适应于框架面板式构型卫星的冲击响应分析.

摘要： 为提高非比例阻尼体系强迫振动时复模态叠加法的计算效率,基于模态摄动法基本原理,提出一种利用无阻尼体系实模态的复模态叠加法。该方法由模态摄动法将非比例阻尼体系的复模态表示为实模态线性组合,在此基础上,建立了强迫振动复模态叠加法的实模态的线性组合解。以一个带附加阻尼的强非比例阻尼三层框架结构为例进行地震反应分析,计算结果表明当附加实模态数不小于8时,模态摄动法所得的特征值误差小于2%;在复模态叠加法模态截断方面,基于累积振型参与质量和累积振型贡献系数所得的模态数偏少,建议采用首层平动的累积振型加速度贡献系数作为模态截断的依据,此时,复模态叠加法所得水平位移的峰值误差小于10%,累积误差小于15%,显示了良好的计算精度;且该方法的计算时间小于基于状态空间法的复模态叠加法。以一个钢结构框架办公楼地震反应分析为例,验证了该方法的适用性。综合来看,对于强非比例阻尼体系,强制解耦的实模态叠加法计算误差较大,而该方法可兼顾计算效率与精度。

摘要： 本文针对有限大的矩形局域共振型板,建立了其在四边简支边界条件下的声波激励动态响应力学模型,利用模态叠加法推导了结构的传声损失计算公式.通过建立有限元模型,将理论和模拟结果进行了对比,验证了本文方法的有效性.所提出的计算方法相对于有限元数值方法具有更高的计算效率,能在较宽的频率范围内给出精确的结果,且便于分析结构传声的物理机制和结构参数对传声性能的影响.最后分析了局域振子的间距、附加质量比、阻尼对局域共振型板的传声性能的影响.研究结果表明:通过对局域振子的间距、附加质量比、阻尼的有效调节,可以实现良好的隔声性能.

摘要： 随机振动分析是结构动力学计算中的一种重要分析类型,在结构分析中得到了广泛应用.本文基于模态叠加法,对基础加速度激励下的随机振动核心算法理论进行了推导和简化,并进一步推广到节点载荷激励和多点激励情形,完成了算法设计并对基础加速度激励下的随机振动响应分析进行了并行实现.通过工程算例,对响应计算结果与ANSYS 进行了对比,结果表明,二者计算结果完全吻合,验证了随机振动响应开发模块的正确性.

摘要： 在ANSYS中建立了长方体箱体的有限元模型,并计算结构模态。将有限元模型和结构模态导入Virtual Lab,计算空腔声模态,用模态叠加法计算耦合声场对激励的响应,得到了声压级分布云图和场点频率响应曲线。设计了长方体箱体的振动噪声实验,将声卡采集得到的噪声信号在 Matlab中进行傅立叶分解,得到声场内一点对激振频率的响应曲线。仿真数据与实验数据有较好的一致性。

摘要： 本文对某轿车车身进行疲劳仿真.在强化路面上实车采集道路载荷谱,再通过多体动力学模型进行虚拟迭代,得到车身各接附点的载荷历程.建立车身有限元模型,用模态叠加法计算车身的瞬态响应,并利用模态应力恢复法得到车身的动应力.采用S-N方法得到全车身的疲劳损伤分布,在疲劳分析中用临界平面法处理多轴应力,用材料赫氏图进行平均应力修正.

摘要： 研究了粘弹性夹层圆板在基础激励下的动态响应问题.基于经典弹性薄板理论和Kelvin-Voigt粘弹性本构方程,建立了基础激励下粘弹性夹层圆板的控制方程.应用模态叠加法计算了固支粘弹性夹层圆板在基础激励下的动挠度,分析了基础激励频率和夹层圆板夹心层厚度参数对系统响应的影响.结果表明:粘弹性夹层圆板挠度的最大值都在板中心,距中心越远,挠度越小;粘弹性夹层圆板的一阶固有频率随着夹心层厚度的增大呈衰减趋势.

摘要： 本文基于车辆-直线桥梁的耦合振动分析理论,采用模态叠加法,建立车辆-曲线桥梁的耦合振动方程.采用移动坐标系,通过坐标变换,解决车辆曲线通过时轮轨耦合的几何关系.依据赫兹弹性接触理论,考虑密贴接触和非密贴接触,求解轮轨接触力.基于车辆直线运动的Kalker线形蠕滑理论,修正后得出车辆曲线运行的蠕滑率.同时,在广义力向量中考虑了车辆曲线运动时产生的离心力和超高分力.采用分离迭代法求解运动方程,得出车桥耦合振动响应.基于这些理论分析,结合某小半径曲线上长大桥梁工程实例,进行列车-曲线桥梁的车桥耦合振动数值分析,得出了车辆通过小半径曲线上长大桥梁的一些车桥振动特性和规律.

摘要： 建立了结构载荷激励下驾驶室空腔声学系统和声固耦合系统的有限元模型，在Ansys和Virtual.lab中，分别采用直接法和模态叠加法得到车内噪声仿真结果，并进行了比较分析。采用Virtual.lab预测了驾驶员左、右耳的声压响应，并计算得出了各壁板对驾驶员右耳总声压的贡献度。研究了驾驶室各壁板设计参数变化时，对车内声场影响的灵敏度。设计了长方体盒子的振动噪声实验，对比分析了实验数据和仿真结果。

摘要： 建立结构载荷激励下乘坐室空腔声学系统和声固耦合系统的有限元模型。利用有限元软件ANSYS和LMS Virtual.Lab对某轿车乘坐室结构与空腔声模态的频率和振型进行分析,采用直接法和模态叠加法对该轿车车内噪声仿真结果进行比较,指出采用模态叠加法计算声固耦合问题时,对于结构模态阶数的提取要求。通过计算仿真分析该模型低频噪声在频域中的分布情况,为降低由结构振动引起的车内低频噪声提供结构修改和声学修改依据。

摘要： 建立了某四缸龙门式柴油机气缸体的有限元分析模型，从某四缸龙门式柴油机气缸体的结构动态特性和振动响应进行分析，采用模态试验对有限元模型进行修正，通过有限元、多体动力学手段研究柴油机在额定工况下，以气缸燃气压力、活塞侧压力和主轴承作用力为主要因素，确定了柴油机所受的激励力，利用模态叠加法对柴油机进行了动态响应分析计算，得出了额定载荷下的整机振动烈度，并与整机振动烈度的实测值进行比较，验证了模型的正确性。

摘要： 本文针对无阻尼结构系统的频响及其灵敏度计算十分耗时问题,提出一种新的数值方法.该方法将频响表示成两部分的和,其中一部分仅使用比扫频范围略大的已知模态的叠加表示,另一部分用一个收敛的外激励频率幂级数的部分和表示.由于模态分析一般先于频响分析完成,该幂级数系数的计算仅涉及到矩阵向量乘法和已分解刚度矩阵的回代,且不随外激频率变化,其个数能自适应确定,因此计算量显著减少.数值算例显示了该方法的优越性.

摘要： 本发明公开了一种基于连续系统振型叠加法的抽油机井泵功图转化方法，包括：(1)建立抽油杆柱波动方程。(2)利用傅里叶级数法给出悬点位移、悬点载荷和泵端载荷的近似表达式代入方程。(3)利用振型叠加法将抽油杆柱波动方程化为正则方程。(4)利用单自由度系统振动求解公式求解方程。(5)利用悬点载荷求解和对比系数求出泵端载荷表达式的傅里叶系数，求出泵端载荷表达式和位移表达式。本发明相比现有的泵功图转化模型求解过程简便，模型建立过程简单易懂，具有实际工程意义。

摘要： 本发明公开了一种无衰落多波长分布式声波传感系统和差分旋转矢量叠加法，属于光纤传感领域，所述系统包括：多波长光源模块用于产生复用的多波长探针光和多个独立本振光；脉冲调制模块用于多波长探针光的脉冲调制及移频，产生短脉冲激光；环形器用于接收短脉冲激光并输出多波长散射光；传感光缆用于散射短脉冲激光形成多波长散射光；接收模块用于解复用多波长散射光并使各个独立本振光与对应波长的散射光信号进行干涉、光电转化形成拍频信号；差分矢量叠加模块用于多波长拍频信号的矢量合并；信号处理模块用于相位解调得到沿着传感光缆分布的光相位信息。本申请能够实现全分布式无坏道的高精度分布式测量，降低干涉衰落和偏振衰落。

摘要： 本发明提供了一种基于波叠加法的声场重建方法，包括：在待测空间中布置若干声压传感器，得到测量声压列向量P；在所述待测空间中布置若干等效源点，建立所述测量声压列向量P与所述等效源点的源强的声压传递矩阵Geh；利用迭代阈值滤波方法求解所述等效源点的所述源强的向量Q；所述迭代阈值滤波方法中的阈值从所述等效源点的所述源强中选取；建立所述等效源点与待重建场点的声压传递矩阵Ger；利用公式Pr＝GerQ获得待重建场点的声压，实现声场的重建。本发明的声场重建方法，在低频的声场重建中能获得精度较高的重建结果。

摘要： 本发明涉及一种基于改进时域叠加法的近断层地震动拟合方法。包括：确定目标加速度反应谱；求解功率谱；由功率谱计算傅里叶幅值谱并与相位谱结合生成加速度时程；对生成加速度时程判断是否非平稳进而生成初始无脉冲地震动；对初始无脉冲地震动进行低频滤波生成近断层地震动时程的高频成分；使用等效速度脉冲模型生成近断层地震动时程的低频成分；对近断层地震动时程的高频成分和低频成分在时域叠加过程中的高低频峰值时刻提出了明确定义，生成新的近断层地震动低频成分并与近断层地震动高频成分在时域上进行叠加生成原始地震动反应谱；对原始地震动反应谱采用FFT法进行调整反应谱生成更符合实际情况近断层地震动。

摘要： 本实用新型公开了一种肌肉叠加法阴道紧缩术专用拉钓，涉及医疗器械技术领域。该肌肉叠加法阴道紧缩术专用拉钓包括连杆和楔形钩头，楔形钩头固定在连杆的下端，楔形钩头在水平方向上的宽度沿靠近连杆方向逐渐增大。本实用新型提供了一种专用拉钓，能够辅助完成肌肉叠加法阴道紧缩术，该阴道紧缩术需要在阴道口内设置一楔形区域，利用楔形钩头牵开粘膜，楔形缝合肌层，最后完成阴道紧缩术，利用该专用拉钓的肌肉叠加法阴道紧缩术不需要切除粘膜，保证粘膜的完整性，分泌和感知功能不被破坏，而且能够加强粘膜的褶皱与厚度，不切除肌肉，保护肌肉的收缩功能和阴道直肠间隔不被破坏，加强盘底肌肉的收缩力量和组织厚度。

摘要： 本发明提供一种确定模态叠加法计算加速度反应所需振型数目的方法，属于结构地震反应计算技术领域。该方法通过对结构进行模态分析，得到结构的振型及频率，然后计算得到结构的振型参与系数和各阶振型的加速度贡献系数，在此基础上得到累积振型加速度贡献系数，根据累积振型加速度贡献系数的大小，确定计算加速度反应所需振型数目。本方法对于确定模态叠加法计算结构加速度反应所需振型数目的问题，提出累积振型加速度贡献系数用于估计模态截断所导致的加速度反应的误差，且本方法具有计算简便，易于操作等优点。

摘要： 本发明公开一种基于模态叠加法的风电机组塔架振动状态计算方法，首先建立塔架的有限元模型，然后通过有限元法计算得到塔架的截断模态矩阵并根据监测点处的实时振动值计算得到塔架的振动主坐标向量，最后通过模态叠加法计算得到整个塔架的实时振动状态。此种方法可以根据塔架有限个振动测点的实时振动值快速计算得到整个塔架的振动状态，具有计算精度高，计算速度快的特点，能满足实时在线计算的要求。

摘要： 本发明涉及一种基于模态叠加法的风电机组塔架应力状态计算方法，首先建立塔架的有限元模型，然后通过有限元法计算得到塔架的截断模态矩阵并根据监点处的实时振动值计算得到塔架的振动主坐标，最后通过模态叠加法计算得到塔架的实时应力状态；利用本方法可以根据塔架有限个振动测点的实时振动值快速计算得到整个塔筒及法兰螺栓的应力状态，具有计算精度高，计算速度快的特点，能满足实时在线计算的要求。

摘要： 本发明提供一种确定模态叠加法计算加速度反应所需振型数目的方法，属于结构地震反应计算技术领域。该方法通过对结构进行模态分析，得到结构的振型及频率，然后计算得到结构的振型参与系数和各阶振型的加速度贡献系数，在此基础上得到累积振型加速度贡献系数，根据累积振型加速度贡献系数的大小，确定计算加速度反应所需振型数目。本方法对于确定模态叠加法计算结构加速度反应所需振型数目的问题，提出累积振型加速度贡献系数用于估计模态截断所导致的加速度反应的误差，且本方法具有计算简便，易于操作等优点。

摘要： 本发明涉及排气系统设计领域，具体涉及一种基于模态叠加法的排气系统吊挂位置优化方法。首先，计算排气系统的模态，了解其各阶模态振动特性；其次，沿排气管轴从热端到冷端将挂钩潜在位置依次编号；然后，对各阶模态进行加权位移求和，得到各个潜在吊挂位置的加权振型指示位移，取加权振型指示位移较小者作为吊挂潜在布置位置；最后，依据初步选定的排气系统吊挂点，对排气系统吊挂点进行灵敏度分析进一步验证吊挂位置的合理性。本发明方法在整车开发前期即可实现吊耳悬挂点位置的优化选择，对整车平顺性匹配设计具有重要的指导意义，运用该种模态叠加法的排气系统CAE分析技术方法，可以有效的预测挂钩位置对整车NVH 的影响。