模态振型

摘要： 主要研究了三维柔性旋转梁的动力特性。采用绝对节点坐标法和几何非线性变形假设,基于一般连续介质理论,建立三维柔性梁的非线性动力学模型;基于摄动理论,结合浮点坐标方法,采用线性化技术,建立柔性旋转梁的振动频域分析模型。对柔性梁自由单摆进行时域仿真,并分析了不同转速下三维柔性旋转梁的频域特性。结果表明,随着转速增加梁的动力刚化现象明显,且垂直旋转平面的模态振型和扭转、拉伸振型所对应的频率会逐渐转化为低阶频率,从而影响柔性梁的振动特性。

摘要： 文章研究基于位移和应变的相互转换关系识别梁式桥梁应变模态振型,文章研究重点为梁结构位移和应变的相互转换关系,及位移模态和应变模态在模态振型上的转换关系。为验证基于位移和应变的相互转换关系识别梁式桥梁应变模态振型的有效性和准确性,文章利用有限元计算软件分别对简支梁、连续梁进行数值模拟,数值模拟结果表明该方法是可行的,并且具有较高的精度。

摘要： 煤层气车载钻机桅杆是重要的执行机构,桅杆支架是桅杆的重要支撑,其工作振动的稳定性直接决定着桅杆工作的可靠性。采用有限元模态分析方法,对桅杆支架自由振动状态和预应力状态进行模态模拟分析,得到此两种状态下固有频率和模态振型数值结果及变化规律,通过对比分析,说明二者的结果很相近,但也存在细微差别,结果表明预应力对桅杆支架的振动影响很小,同时验证了桅杆支架不会产生共振,为支架结构设计提供了支撑,为拓扑优化设计和更深入的动力学分析提供了理论基础,具有十分重要的意义。

摘要： 本文以NASA X-57型机机翼为例,分别建立大展弦比机翼有限元分析模型、带多个外挂短舱的大展弦比机翼有限元分析模型,在特定边界条件下计算了所建立模型的振动特性,分析了增加外挂短舱对机翼振动特性的影响。结果显示增加短舱对系统的固有频率、振型都有所影响,且有新的模态振型产生。

摘要： 通过有限元软件,在特定的条件下对中空挤压铝型材系统结构进行了仿真计算,探究其减振降噪特性。基于CAD/CAE软件平台,通过有限元软件ANSYS对车体截面进行建模。忽略部分影响因素,利用有限元的方法,对铝型材车体结构进行了分析研究,计算出不同型材结构的固有频率并得到模态振型图,从而对不同型材结构的减振降噪特性进行了分析。

摘要： 为了解决空调室外机制热工况下压缩机94 Hz~104 Hz运行时,整机在频段196 Hz~208 Hz之间的异常噪声问题,首先,测试室外机关键部件的振动,初步找出与异常噪声相关度较大的部件(管路);其次,对管路进行模态分析,找出与异常噪声频率较为接近的管路模态;然后,通过管路工作变形(ODS)分析,得出其在异常噪声频率下的振动形态,并与管路模态振型进行对比,以最终确定管路异常点的位置;最后,在管路异常点的位置上布置合适的配重(橡胶圈、管夹)进行优化。结果表明,在排气管的第2弯处固定40 g的橡胶圈,及在排气管与大阀门管之间固定1个管夹,可有效控制异常低频噪声,噪声峰值可下降20 dB,为管路配重正向设计提供参考。

摘要： 以弹簧-质量-阻尼系统的模态参数识别算例为例,对参数i和s取值对基于协方差的随机子空间模态参数识别方法的模态频率及模态振型的识别精度影响规律进行了研究。结果表明:参数i和s取值对随机子空间法模态频率的平均识别精度指标EM值的影响相对较小,但对随机子空间法模态振型的平均识别精度指标MACM值影响较大。同时,参数i和s在若干取值范围内取值组合时随机子空间法的模型频率及振型具有较高的识别精度。

摘要： 桥梁结构的模态参数识别作为桥梁健康检测系统中的主要环节之一,参数识别的精确程度直接影响着桥梁健康评估的准确程度。因此,针对现阶段被广泛运用的确定-随机子空间算法(combined determine-stochastic subspace identification,CDSI)存在的不足,需人工参与稳定图中模态的辨识,提出了将基于密度的聚类算法(density-based spatial clustering of application with noise,DBSCAN)嵌入到该识别算法中,以提高模态参数识别的效率。首先简单介绍了CDSI识别算法和DBSCAN聚类的相关原理及定义,其次详细介绍了如何将DBSCAN聚类算法有效地嵌入到CDSI算法中,以实现对稳定图中模态的智能化辨识;最后以某大型斜拉桥为识别对象,并将识别结果与MIDAS有限元软件所得结果作对比,结果表明,所提改进CDSI识别算法能够精确地识别出桥梁结构的固有频率值,且所得模态振型图与理论振型图具有很好的相似性。

摘要： 利用有限元软件Hypermesh生成钢弹簧浮置板轨道的柔性体文件,导入到车辆动力学软件Simpack中建立刚柔耦合模型。对该模型进行模态分析,可知整个系统会产生新的模态振型,与轮对浮沉和轮对侧滚频率相关,今后在轨道与车辆的设计当中须尽量避免发生共振,并留有足够的阻尼设计。

摘要： 提出将RAT矩函数应用于三维结构模态振型数据去噪的方法,使用RAT矩函数对结构的振型数据进行矩变换,从振型数据中提取出包含所有振型信息的特征矩集,将幅值较小的矩值作为噪声从特征矩集中剔除,再利用特征矩集重构振型图像,即能实现对振型数据去噪。采用一个仿真的机匣结构,以正态分布的随机噪声模拟真实情况下的噪声,在不同噪声强度下利用RAT矩对振型数据去噪,来验证RAT矩函数的去噪能力。结果表明:RAT矩函数具有良好的抗噪性,能大幅度减小噪声对模态振型的影响。

摘要： 构造出径轴向切比雪夫矩函数,能够直接描述三维轴对称结构的模态振型特征.基于径轴向切比雪夫矩从大量的模态振型数据中提取特征矩集,从而实现振型数据的压缩及特征提取,并利用特征矩集精确重构振型.基于径轴向切比雪夫矩函数的模态振型描述的优势在于能描述轴对称结构的重模态,从而弥补相关性分析中MAC对于重模态描述的不足的缺陷.通过对三维轴对称结构的有限元仿真,验证了径轴向切比雪夫矩函数能够直接描述三维结构的模态振型,并能很好描述轴对称结构重模态的特性.

摘要： 为研究复合材料螺旋桨以及铜质材料螺旋桨在锤击激励以及非稳态激励条件下的结构模态固有特性和水下振动噪声特性,在设计的试验环境下,对处于水介质以及空气介质中的复合材料螺旋桨以及铜质材料螺旋桨5桨叶进行模态激励试验,得到两型螺旋桨各桨叶的固有频率、模态振型以及阻尼比,并分析两型桨5桨叶之间的差异;针对桨-轴系统在临界转速工况下出现空化而导致的异常振动噪声现象,选取螺旋桨发生空化前的辐射水声频谱,对两者进行了对比研究;另外,试验还模拟桨-轴系统在高速运转下的停车运行工况,对停车运行过程的振动噪声时频特性进行分析.试验研究结果表明:前3阶模态中,复合材料螺旋桨各桨叶之间的差异比铜质材料螺旋桨之间的差异要大,但两型桨叶的振型基本一致;螺旋桨发生空化时,产生的叶频及其倍频幅值放大了约2～10倍;停车运行过程中,变流速,变转速产生的变激励力是引起振动噪声时频变幅特性的主因.该研究成果对新材料、新工艺在船舶推进器声学设计有较好的指导作用,对螺旋桨在非稳态激励下的噪声源声学特性有全面认识.

摘要： 船舶喷水推进器喷嘴受到其内部高压流场非定常脉动激励产生的振动噪声会影响舰艇的声学隐身性能.结构在水中的固有振动特性与空气中相比有很大差别,本文通过数值仿真和实验分析方法对某典型锥型喷嘴结构的固有振动特性进行研究,为振动噪声控制提供依据.首先,本文通过声固耦合边界元法与有限元法得到锥型喷嘴结构的前8阶固有频率与模态振型.其次,搭建了模态分析实验平台,实验平台以压电陶瓷片作为作动器与传感器,通过正弦扫频的方法测得锥型喷嘴结构的前8阶固有频率.对比实验与数值仿真结果,并修正数值仿真方法的边界条件,有效降低了数值方法与实验方法在高阶模态上的误差,验证了数值方法的有效性.

摘要： 针对鱼雷涡轮机叶轮体积小、质量轻,模态测试难度大的问题,建立叶轮有限元模型,仿真计算出前5阶固有频率及振型;论述基于LMS Virtual.lab的模态预试验分析原理,并以此优化叶轮模态试验的振动响应测点数量和位置,以及激励点的位置和方向.以预试验分析结果为指导,采用压电式加速度传感器测量出叶轮前三阶固有频率和模态振型,测试结果与仿真结果对比,误差在可接受范围内.分析并验证了固有频率双峰的产生原因,指出了加速度传感器测量涡轮机叶轮模态的不足.

摘要： 目前各航天大国都在发展高分辨率对地观测、高精度指向等卫星平台与应用技术,卫星小量级颤振的高精度控制是实现卫星平台与遥感系统等有效载荷高精度姿态指向的前提与基础.本文采用三维绘图软件建立空间相机三维模型,导入到Hypermesh进行有限元处理并进行数值计算,研究某型卫星空间相机的模态振型和频响特性,找出影响其成像质量的微颤振干扰幅度(10-7m数量级)以及对应的低频范围(15～18Hz、31～37Hz以及54～69Hz);在此基础上,提出基于声子晶体的Stewart联合隔振平台,通过仿真分析能够在54～69Hz的主要干扰低频段内实现微颤振控制目的,微颤振最大能够降低2个数量级,并做出结构上的优化设计.分析结果表明,对于该卫星空间相机的影响成像品质的低频段内,用该联合隔振方法可以实现微颤振的控制,提高卫星对地观测空间相机的分辨率.

摘要： 静气动弹性分析计算中反复的CFD计算耗费大量时间和资源,降低分析效率,针对这一问题建立模态振型对模态气动力系数的响应面,进行了机翼静气动弹性分析方法的探索,这一方法可以大幅度提高静气动弹性分析效率.

摘要： 本文以圆柱壳为研究对象,通过多点激励获得结构的频响函数,选取不同方向的数据,基于正交多项式拟合法对其进行模态分析,比较选取不同方向的试验数据时结构的模态参数.结果发现:模态分析时,试验数据的多少对固有频率、阻尼比等模态参数影响并不大;获取模态振型时,并不是试验数据越多越好,仅考虑单个方向的数据有时可能取得更好的效果.

摘要： 基于Information-gap理论(Info-gap)提出一种非概率的不确定性损伤识别方法.选用模态振型为损伤识别指标,通过Info-gap模型的不确定水平表示测试误差、模态参数识别等因素的不确定程度,采用振型的距离函数作为决策函数,通过将决策函数的求解转换为优化问题以量化不确定因素对损伤识别的影响.数值算例和实验室模型试验的结果表明,所提方法能正确识别并定位结构出现的单处和多处损伤.

摘要： 本文应用动网格技术和滑移网格技术,采用大涡模拟算法,对施加一阶挥舞振动后的水平轴风力机表面动压进行模拟计算,得到了动压分布云图和不同工况下动压随叶片振动的脉动频率.分析计算结果发现:振动的施加会导致叶片压力面动压减小;额定工况下动压脉动频率近似为振动频率的2倍;动压脉动频率随风轮尖速比或来流风速的增加而增大,且来流风速对动压脉动频率的影响较大.

摘要： 模态参数的测量和识别存在一定的误差,制约了损伤指标在桥梁结构健康监测中的应用.本文分析了模态参数测量和识别过程中存在的误差类别,推导了结构刚度对模态参数的灵敏度,研究了频率、振型、模态应变能等指标对模态参数测量和识别误差的适应性.结果表明:频率测量的误差较小,其对损伤指标的影响可以忽略不计.因测点数量等条件限制,振型的测量和识别误差较大,其对由振型构造的损伤指标的影响也比较明显,在实际应用中应引起足够的重视.振型测量和识别误差虽对MAC值的影响较小,但结构损伤对MAC值同样不够敏感.模态参数测量和识别误差对模态应变能变化率的影响较大,容易造成损伤位置的误判,以现有的监测技术,采用模态应变能变化率作为损伤诊断指标时,对小于10％的损伤识别效果还不够理想.

摘要： 本发明描述了用于使井下系统的扭转振荡发生阻尼的系统和方法。该系统包括井下钻井系统，该井下钻井系统在该井下系统的端部处设置成与钻头操作性地连接。阻尼系统安装在该井下钻井系统上，该阻尼系统具有被配置为使至少一个HFTO模态发生阻尼的至少一个阻尼器元件。至少一个模态‑振型调谐元件布置在该钻井系统上。该至少一个模态‑振型调谐元件被配置并定位在该钻井系统上，以修改以下中的至少一者：该HFTO模态的振型、该HFTO模态的频率、该HFTO模态的可激发性和该至少一个阻尼器元件的阻尼效率。

摘要： 本发明涉及一种基于磁悬浮技术的转子模态频率及模态振型在线测试装置，主要包括磁悬浮控制系统、磁悬浮转子、振动检测单元、磁悬浮系统框架、信号采集模块、信号分析处理模块以及人机交互模块。本发明将磁悬浮系统的主要框架提取出来，仅保留保护轴承、磁悬浮轴承和传感器的支撑框架，将转子完全暴露出来，在此情况下在转子上可以放置振动传感器阵，然后用整个磁轴承控制系统将被测转子进行稳定悬浮，采用外加激励方法激起转子各模态分量，同时将振动模块输出信号经过信号处理模块处理后用数据采集卡采集，之后配合Labview进行数据保存和分析计算，最后输出弹性模态频率值，同时绘制出一阶弹性模态振型图。

摘要： 本发明提供一种用于薄壳高阶模态振型测试的同步激振系统及测试方法，该系统包括工业计算机、信号发生器、同相位功率放大器、吸附型激振器、数据采集仪；工业计算机的输出端连接信号发生器的输入端，信号发生器的输出端连接同相位功率放大器的输入端，同相位功率放大器的输出端分别连接吸附型激振器的输入端，吸附型激振器吸附在薄壳构件侧壁上，吸附型激振器输出的激振信号作用在薄壳构件侧壁上，同时吸附型激振器的输出端连接数据采集仪的输入端，数据采集仪与工业计算机连接。本发明结构简单紧凑，无间隙，外形小，成本低，负载能力强，零件加工方便，同时提高了整体结构美观和方便装配，使得系统的装配调整也非常方便。

摘要： 本发明涉及振动模态识别技术领域，公开一种基于工作振型和模态振型的振动模态识别方法，包括：获取产品在预设转速下运行时的振动峰值和振动峰值对应的第一频率；建立产品的动力学模型并标定；基于标定后的产品的动力学模型，获取产品在预设转速和第一频率下的工作振型；获取产品在运行工况预载荷下的模态振型，并从预设频率范围内的模态中找出与工作振型相似的N个模态振型；由N个模态振型中筛选出M个主模态振型；分别分析M个主模态振型与工作振型之间的相关性，并根据相关性分析数据筛选出相关性最高的主模态振型，以为齿轮箱提供振动优化的准确依据，同时为齿轮箱的设计提供清晰地加强方向和加强位置。

摘要： 一种测量柔性结构的模态振型和扭转振型的方法，包括将待测量件一端装夹固定于夹持机构，待测量件形成悬臂梁或悬臂板；确定待测量件的振型测量精度，设置测量点；多个激光传感器形成激光传感器组；使激光传感器组位于测量起始位置；激发待测量件的在第n阶固有频率下的多模态振动，激光传感器组步进式通过每个测量点并获取该测量点的振幅；处理器获取所有振幅、并将振幅呈网状连接形成C2连续的连接面，该连接面为待测量件在第n阶固有频率下的固有振型。本发明具有既能测量到待测量件的弯曲模态和又能测量到待测量件的扭转模态的优点。

摘要： 本发明涉及一种基于磁悬浮技术的转子模态频率及模态振型在线测试装置，主要包括磁悬浮控制系统、磁悬浮转子、振动检测单元、磁悬浮系统框架、信号采集模块、信号分析处理模块以及人机交互模块。本发明将磁悬浮系统的主要框架提取出来，仅保留保护轴承、磁悬浮轴承和传感器的支撑框架，将转子完全暴露出来，在此情况下在转子上可以放置振动传感器阵，然后用整个磁轴承控制系统将被测转子进行稳定悬浮，采用外加激励方法激起转子各模态分量，同时将振动模块输出信号经过信号处理模块处理后用数据采集卡采集，之后配合Labview进行数据保存和分析计算，最后输出弹性模态频率值，同时绘制出一阶弹性模态振型图。

摘要： 本发明是一种基于模态振型的汽车吸振器匹配方法。本发明涉及NVH降噪技术领域，本发明通过模态试验查找问题源，获得振动的模态振型，确定振动的位置、频率与方向，将安装位置的总成或零部件视为主系统，吸振器转换为附加的弹簧质量系统；确定安装位置；确定吸振器振型，分别是水平平动、俯仰、上下平动；确定质量范围：根据吸振器安装的部件质量，确定吸振器的质量；确定橡胶硬度，根据水平平动、俯仰、上下平动三个振型对应的不同硬度橡胶的质量和频率关系，根据确定的振型、质量和频率，确定橡胶硬度；对吸振器进行配制。

摘要： 本发明提供一种用于薄壳高阶模态振型测试的同步激振系统及测试方法，该系统包括工业计算机、信号发生器、同相位功率放大器、吸附型激振器、数据采集仪；工业计算机的输出端连接信号发生器的输入端，信号发生器的输出端连接同相位功率放大器的输入端，同相位功率放大器的输出端分别连接吸附型激振器的输入端，吸附型激振器吸附在薄壳构件侧壁上，吸附型激振器输出的激振信号作用在薄壳构件侧壁上，同时吸附型激振器的输出端连接数据采集仪的输入端，数据采集仪与工业计算机连接。本发明结构简单紧凑，无间隙，外形小，成本低，负载能力强，零件加工方便，同时提高了整体结构美观和方便装配，使得系统的装配调整也非常方便。

摘要： 流体浸没下柔性壳体模态振型识别因子及附加质量计算方法及其应用，包括给出模型参数及测点分布；叠加正弦波生成模拟数据：通过叠加不同频率振幅的正弦波来模拟每个测点实际震动时的运动情况。从而得到测点加速度的模拟数据；将所叠加的正弦波通过傅里叶变换分离；获得傅里叶变化后幅频函数不同主频下的不同测点处加速度的幅值和方向；通过将第四步所得到的加速度振幅向量与测点处的振型向量点积，得到加速度在模态振型上的分量；求动态压力模态振型识别因子；通过加速度和动态压力振型识别因子求解附加质量。本发明提供一种数据处理的方法能直接对试验的原始数据进行处理，适用广泛，能用于各种柱形壳体识别模态及不同模态占比。

摘要： 本发明公开了一种线性周期时变系统的模态振型分析方法及装置，属于线性周期时变系统动力学分析领域，包括基于线性周期时变系统状态空间模型，选择n维单位矩阵I的n个列向量分别作为系统的初始状态，通过数值计算求解系统状态转移矩阵在初始时刻为零和观测时刻为最小周期T的值Φ(T,0)以及在一个周期T内的数值解Φ(t,0)；根据Floquet‑Lyapunov理论计算线性周期时变系统的定常矩阵Q；根据线性周期时变系统解的结构，基于系统状态初值x(0)，定常矩阵Q与状态转移矩阵Φ(t,0)求解时不变化变换矩阵P(t)；对P(t)进行傅里叶分解，利用傅里叶分解后的系数矩阵进行模态振型分析，有效进行系统模态辨识并划分相对振荡的状态量，为进一步分析线性周期时变系统动态稳定特性提供支撑。