等效刚度

摘要： 针对侵彻过程中的弹引系统,对弹引螺纹连接结构振动特性进行了研究,建立了弹引螺纹连接结构弹性模型。在模型中,充分考虑了螺纹载荷分布不均匀的特性,不但给出了螺纹载荷分布规律,还给出了螺纹连接结构的等效刚度和振动频率;同时,为了验证模型的正确性,对弹引螺纹连接结构的拉伸和冲击过程进行了有限元仿真和试验,分别通过对弹引系统各结构振动特性的计算和对实测过载信号进行时频分析得到了系统的频率特性;将弹引系统的振动频率与实测过载信号的时频分析结果进行了对比。分析计算和试验结果发现:与静载荷时相比,冲击载荷作用下第一扣螺纹承受的载荷更大;螺纹连接结构的刚度明显小于固连结构;增加螺纹材料刚度、增加螺纹旋合长度、减小螺距能够有效增加螺纹连接结构固有频率;在侵彻过载测试信号的时频分析结果中明显存在与螺纹连接结构的振动频率一致的振动信号,并且该频率成分的信号幅值很高,对过载信号影响很大。

摘要： 随着钢结构的发展,越来越多的学者对钢结构异形柱的受力性能进行了研究分析,但主要针对的是开口截面异形钢结构,对闭合截面的异形钢结构研究较少。文章根据等效刚度替换法,对L形空心钢柱异形截面柱的受力性能进行研究,通过将L形空心钢柱等效替换为钢矩管柱,进行整体分析,然后对钢结构L形截面的长细比、强度及稳定性等进行分析,来研究L形空心钢柱的受力性能。

摘要： 斜楔减振器是三大件转向架极其重要的元件,斜楔提供的各向等效刚度对货车的动力学性能及减振性能有重要影响。为了分析斜楔等效刚度作用,根据力学原理对斜楔进行准静态分析,研究摇枕、侧架和斜楔三者的受力情况及位移关系,得出斜楔提供的垂向刚度、横向刚度、纵向刚度以及抗菱刚度的解析表达式。运用Abaqus有限元软件建立转K6转向架模型,模拟转K6转向架垂向、横向、纵向及抗菱变形的运动过程,通过与仿真数据对比,验证斜楔各向等效刚度解析表达式的准确性。在此模型的基础上,对斜楔自锁情况进行分析,推导出转向架斜楔设计时的参数选择范围,避免斜楔发生自锁。同时根据C70E货车参数,在Simpack动力学软件中建立包含转K6转向架的C70E货车多体动力学模型,分别计算输入斜楔各等效刚度及未输入斜楔各等效刚度时C70E货车多体动力学模型的非线性临界速度。研究结果表明:输入斜楔各等效刚度后的C70E货车多体动力学模型的临界速度为135 km/h,与实际的临界速度更接近。该结果揭示了斜楔等效刚度会对货车临界速度及运行情况产生较大的影响,不考虑斜楔的等效刚度作用会使货车仿真模型的动力学性能与实际情况产生较大偏差,同时进一步验证了斜楔等效刚度计算方法的准确性与科学性。

摘要： 将钢包钢管混凝土防护门简化为正交各向异性简支板,采用代表体元惯性矩等效方法计算2个主方向的抗弯刚度,基于正交各向异性薄板理论得到板的自振频率及动力响应。通过理论计算和利用LS-DYNA有限元软件的数值模拟结果,分析钢管壁厚与钢板板厚对板自振频率和动力响应的影响,结果表明:随着钢板厚度增加,自振频率增加,防护门抗力提高,两者变化效果明显;随钢管壁厚增加,自振频率减小,防护门抗力提高,两者变化幅度较小。防护门设计时,在允许范围内应适当增加钢板厚度。

摘要： 针对轨道车辆碰撞动态行为数值模拟效率低、耐撞性分析手段缺乏的问题,提出了基于等效刚度法的车体结构碰撞建模和参数优化方法。基于等效刚度法和简支梁弯曲应变能相等的原理,提出了中空型材截面梁等效为实芯截面梁后抗弯刚度相等的条件,推导了二者结构等效参数的求解公式,利用多岛遗传优化算法对等效参数进行了优化;详细对比了车体结构等效模型和原模型主要振动模态频率,证明了等效模型能够较好的反映原模型的动态特性,验证了车体结构等效模型的有效性;对比分析了某城轨车辆车体结构等效前后的一阶垂弯和一阶扭转频率,以及两种结构车辆在15 km/h的碰撞工况下车体的速度、加速度、能量、界面力等主要碰撞响应的变化趋势及误差。研究结果表明:中空型材结构等效模型能够较好的反映原结构的动态特性,整车车体结构的一阶垂弯和扭转频率的相对误差分别为2.19%和4.21%;碰撞过程中,两种模型车体的乘员安全性主要考核指标误差均小于10%;车体等效模型在碰撞仿真中的应用具有可行性和有效性,与原模型相比,单元数量减少38.91%,CPU计算耗时缩短27.63%。

摘要： 运用有限元软件ABAQUS建立了土工格室加筋土三轴试验模型,选取Mohr-Coulomb弹塑性模型,将应力应变曲线与等效强度和等效刚度计算结果进行对比,反演出土工格室加筋土的弹性模量、泊松比、剪胀角等参数。采用强度折减法计算素土边坡和土工格室挡墙的安全系数和滑动面,对比边坡加筋前后的变形。

摘要： 为了完善螺旋桩水平振动理论,首先采用等效刚度的方法,将螺旋桩等效为特定桩径的传统直桩,基于Winkler地基和Euler梁模型,建立了黏弹性地基中螺旋桩水平振动方程;其次,采用分离变量法严格推导出了螺旋桩的水平动力响应位移、弯矩和剪力解析解,并验证了解析解的合理性;最后,基于所得解析解,分析了时间和空间响应下各桩土参数对螺旋桩水平振动特性的影响。研究结果表明:螺旋桩桩顶位置水平位移会随着桩螺旋倾角减小而减小,螺旋倾角越小,螺旋桩桩顶位置水平位移变化程度越大;螺旋桩水平动力响应随着量刚一频率增大而减小,且在桩顶位置显著减小;螺旋桩水平动力响应随着桩土刚度比增大而增大,其中桩土刚度比对水平位移和弯矩的影响显著;量刚一频率越小,螺旋桩水平动力响应达到最大值所需时间越长,并且变化程度越大。

摘要： 立柱作为液压支架最重要的承载部件,其承载性能的优劣对液压支架整机的支撑效果有着巨大的影响,尤其当冲击地压灾害发生时,可能造成液压支架立柱弯曲、断裂和爆缸等事故发生。采用Solid Works联合Design Modeler软件建立ZF10000/25/38型液压支架立柱的流固耦合模型,将液压支架立柱等效视为弹簧,推导出单伸缩立柱等效刚度数学模型;使用ANSYS Workbench仿真软件对立柱流固耦合模型进行双向瞬态流固耦合仿真,采用三角波冲击载荷模拟冲击地压冲击特性,研究液压支架单伸缩立柱的抗冲击特性。结果表明:冲击载荷作用下液压支架立柱活塞杆最大应力为508 MPa,发生在顶端,缸体最大应力为254 MPa,发生在底部。

摘要： 为了提高舰船设备的抗冲击性能,将仿生结构应用到缓冲器中.构建缓冲器的原理模型,应用Lagrange法建立缓冲系统的动力学方程,用泰勒公式对该方程进行简化,探讨缓冲器的刚度特性.用四阶龙格库塔方法进行冲击仿真计算,研究了连杆安装角度为60°时系统的抗冲击性能.结果表明,仿生缓冲器的等效刚度呈非线性特性,随相对位移的增大而增大,呈现出刚度硬化特性;在一定条件下,随着连杆长度的减小和连杆安装角度的增大,等效刚度的非线性越明显;与经典缓冲器相比,仿生缓冲器能有效降低设备的高度,而且具有更好的抗冲击性能.

摘要： 针对紧固件在复杂组件中存在的建模问题,基于有限元的变形能提出了建立轴向等效刚度特性的研究方法,应用Python开发了适用于ABAQUS的紧固件结构参数化分析插件,并进行了相关参数对等效模型两种影响因素的研究。应用双重材料的试验方法,对上述研究进行了相应的验证,证明了等效模型的准确性。开发了基于不同参数研究结果的等效模型应用插件,并应用于某高速车车下吊装结构的分析中进行数值验证,为包含多个紧固结构的复杂组件建模分析提供了一种有效的研究的手段。

摘要： 在高速旋转的柔性转子系统中,为保证系统稳定运行,必须对转子进行振动控制,电磁阻尼器就是一种有效的控制手段。本文首先分析了电磁阻尼器等效刚度及等效阻尼的理论计算方法,然后讨论了模拟PID控制的电磁阻尼器等效刚度及等效阻尼与控制参数即各环节可调电阻值之间的关系,结果表明比例及微分环节可调电阻值对等效刚度阻尼影响较大,积分环节可调电阻值对等效刚度阻尼影响较小。

摘要： 跨座式单轨交通,活载占比大,轨道梁是关键技术之一,刚度控制设计.针对采用剪力群钉实现工厂预制钢箱和混凝土板、现场装配钢-混凝土组合轨道梁面临的等效刚度问题,开展了界面无滑移组合轨道梁等效刚度理论分析、考虑界面滑移有限元数值计算、群钉平面优化布置参数分析以及群钉组合等效刚度折减等对比研究工作.建立了钢-混凝土钉群组合轨道梁等效刚度计算与评估方法,获得了群组合轨道梁等效刚度折减系数,优化了纵向错位钉群中心间距、栓钉数量等技术指标.

摘要： 长距离输水工程在穿越城市群时,往往需要深埋以规避地表及浅层地下的各类建构筑物,这种情况下盾构隧洞成为了极具优势的选择方案,若在盾构隧洞内采用钢筋混凝土内衬进行有压输水,内衬往往会发生开裂,进而改变其受力特征,此时内衬、盾构管片与围岩如何共同受力成为了工程设计的重点和难点,目前还没有成熟的计算方法和规程.本文依据钢筋混凝土受内压开裂后的受力变形特点,提出了钢筋混凝土内衬开裂后的等效刚度的方法计算,然后进一步对其与盾构管片、围岩共同受力的工况进行分析,得到了内外衬、围岩的受力变形结果,论证岩石围岩条件下,通过控制盾构管片的变形和应力确定对应承担内水压力的能力,为有压盾构输水隧洞内衬钢筋混凝土管联合受力提供了一个简化的计算方法.

摘要： 本文提出了一种基于等效线性化模型的迭代算法,利用振型分解反应谱法计算得到的构件内力(如剪力墙连梁和框架梁的端部弯矩、屈曲约束支撑轴向内力等)与其屈服承载力之比,求得该构件屈服段的等效刚度,采用三段式变刚度梁通过积分求得构件等效刚度,再利用应变能理论计算构件弹塑性耗能产生的附加等效阻尼和结构等效阻尼比,通过迭代计算,最后可使进入弹塑性状态的构件计算内力趋近于屈服内力,通过算例和工程实例分析,并与Midas和Abaqus计算结果进行比较,验证了该方法的可行性和可靠性.该方法每一步迭代均等效为线性模型并利用振型分解反应谱法求解,因而可利用现有计算软件很容易实现迭代计算,具有操作简便、计算结果稳定的特点,较易为广大设计人员掌握和接受.

摘要： 本文介绍了阻尼器在西安某高层住宅中的实际应用,采用等效刚度的方法保证阻尼器的设置不改变结构在小震下的结构刚度,不改变小震下结构的计算和设计,并保证小震下基本不屈服.通过连梁阻尼器在中、大震情况下的耗能,提高结构整体及构件在中、大震下的抗震性能。

摘要： 通过拉伸实验和三点弯曲力学实验得到了纤维板的弹性模量和应力应变曲线.根据纤维板测试的国家标准,将实验中求得的参数用于ANSYS软件中进行建模,分别对实心、横向单排圆孔、纵向单排圆孔和交叉桥洞型纤维板进行仿真分析,得到了各型板在受弯情况下等效刚度与等效截面减小系数的对比情况.对于横向直孔这种典型的变截面梁,其轴向应力沿轴线方向呈现波动性变化.

摘要： 基坑工程中内支撑系统的平面布置形式众多，在通常情况下，对于长条形地铁基坑工程中，通常采用十字正交对撑的内支撑体系，其内支撑刚度的取值可以用公式K=2EA/SL计算。对于复杂的桁架杆系结构的水平支撑系统，不能简单地采用上式来确定内支撑的刚度，但较合理地确定其桁架支撑体系刚度一直以来也是基坑工程中的一个难题。本文以上海自然博物馆与地铁13号线共建深大异形基坑为背景，结合理论分析及数值计算，提出了一种异形基坑桁架支撑体系等效刚度简便算法。再对异形基坑进行分块，将形状不规则的基坑规则化，分别研究支撑体系每一部分的受力性状。

摘要： 本文旨在研究一种基于多学科分析优化的结构重量计算方法.以客机机翼为例阐述整个计算流程:1)根据机翼外形和结构参数化定义方式,通过应用CAITIA二次开发技术,实现机翼外形几何模型、结构布置几何模型和气动分析模型的自动生成;2)根据结构布置几何模型,应用PCL编程技术实现自动生成结构有限元模型;3)集成各个模块,建立机翼结构重量估算的计算环境.算例表明这种方法具有较好的稳健性,可快速地分析飞机总体参数与结构重量的之间关系,也可分析不同选材方案对结构重量的影响.

摘要： 本文旨在研究一种基于多学科分析优化的结构重量计算方法.以客机机翼为例阐述整个计算流程:1)根据机翼外形和结构参数化定义方式,通过应用CAITIA二次开发技术,实现机翼外形几何模型、结构布置几何模型和气动分析模型的自动生成;2)根据结构布置几何模型,应用PCL编程技术实现自动生成结构有限元模型;3)集成各个模块,建立机翼结构重量估算的计算环境.算例表明这种方法具有较好的稳健性,可快速地分析飞机总体参数与结构重量的之间关系,也可分析不同选材方案对结构重量的影响.

摘要： 本文旨在研究一种基于多学科分析优化的结构重量计算方法.以客机机翼为例阐述整个计算流程:1)根据机翼外形和结构参数化定义方式,通过应用CAITIA二次开发技术,实现机翼外形几何模型、结构布置几何模型和气动分析模型的自动生成;2)根据结构布置几何模型,应用PCL编程技术实现自动生成结构有限元模型;3)集成各个模块,建立机翼结构重量估算的计算环境.算例表明这种方法具有较好的稳健性,可快速地分析飞机总体参数与结构重量的之间关系,也可分析不同选材方案对结构重量的影响.

摘要： 本发明提供用于接骨板弯曲强度和等效弯曲刚度测定的夹具和检测系统，包括上基座和下基座，所述上基座升降式设置于下基座上方，所述上基座底部沿其长度方向平移式设置有一对上挤压轴辊，所述下基座上表面两侧开设有平移滑槽，若干所述液压滑杆侧边均开设有油路孔，若干所述油路孔均通过挠性管与液压推动套筒一一对应连接，所述绘线滚珠分别套设在两侧的单向旋转轴上，本发明不仅能够对接骨板的弯曲强度进行测定，还能在测定过程中同步进行接骨板形变曲线的绘制，同时能够绘制接骨板的回弹参数，生成的纸质实验数据能够随同样品进行保存，便于后期进行实验分析及复核，大大降低了分析误差，同时减少了人工工作量。

摘要： 本发明公开了一种滚动轴承等效刚度与等效阻尼的计算方法，包括如下步骤：1）基于弹性流体动力润滑理论，将滚动体、油膜、滚道三者之间的接触区域进行细化；2）通过压力分布双线性逼近函数以及差分法，求出细化后各区域内的接触的弹性变形刚度、油膜压力以及油膜厚度，利用线性扰动方程求解细化后各区域内的油膜动刚度与油膜阻尼；进而计算滚动体与滚道相接触的接触刚度和接触阻尼；3）在步骤2）计算得到的滚动体与滚道相接触的接触刚度和接触阻尼的基础上，计算出滚动轴承的等效刚度与等效阻尼。本发明具有计算结果准确度高的优点，可为轴承转子系统的设计提供了技术支持，降低了设计的轴承转子系统的故障率。

摘要： 本发明涉及车辆座椅振动模型的座垫等效刚度和等效阻尼的辨识方法，属于车辆座椅技术领域。现有技术中的拟合函数方法过于复杂，且需要反复拟合和修改，一般技术人员难以掌握和使用。本发明的特征在于：根据所建立的座椅座垫人体系统的Matlab/simulink振动仿真模型，及试验所测得的座椅安装地板位置处和座椅面的振动加速度，利用等效刚度和等效阻尼参数的辨识目标函数及优化算法，对座垫等效刚度和等效阻尼进行辨识。利用该方法可辨识得到更加准确可靠的座垫等效刚度和等效阻尼，为座椅悬置系统参数的优化设计奠定可靠的基础；同时，本发明可避免进行大量的样本试验，降低试验费用，缩短座椅悬置系统的设计和开发周期。

摘要： 本发明公开了流体支点可倾瓦滑动轴承等效刚度和等效阻尼的计算方法。现有流体支点可倾瓦轴承的等效刚度和等效阻尼的计算方法还有很大的改进空间。本发明建立轴颈、内油膜、外油膜和可倾瓦滑动轴承在x和y方向的等效动力学模型，根据力的平衡建立如下运动微分方程，将油膜力计算公式以泰勒级数展开并略去高阶量，测得三组激振力下轴颈、瓦片在x、y方向的位移和加速度，构建传递函数并代入用幅值和相位表达的矩阵方程中，求解得到流体支点可倾瓦滑动轴承的刚度系数和阻尼系数。本发明阻尼孔的影响，通过传递函数的方法来计算刚度系数和阻尼系数，计算过程相较于以流体的形式来计算，过程更加简洁，计算更加全面、准确。

摘要： 本发明公开了一种滚动轴承等效刚度与等效阻尼的计算方法，包括如下步骤：1）基于弹性流体动力润滑理论，将滚动体、油膜、滚道三者之间的接触区域进行细化；2）通过压力分布双线性逼近函数以及差分法，求出细化后各区域内的接触的弹性变形刚度、油膜压力以及油膜厚度，利用线性扰动方程求解细化后各区域内的油膜动刚度与油膜阻尼；进而计算滚动体与滚道相接触的接触刚度和接触阻尼；3）在步骤2）计算得到的滚动体与滚道相接触的接触刚度和接触阻尼的基础上，计算出滚动轴承的等效刚度与等效阻尼。本发明具有计算结果准确度高的优点，可为轴承转子系统的设计提供了技术支持，降低了设计的轴承转子系统的故障率。

摘要： 本发明涉及车辆座椅振动模型的座垫等效刚度和等效阻尼的辨识方法，属于车辆座椅技术领域。现有技术中的拟合函数方法过于复杂，且需要反复拟合和修改，一般技术人员难以掌握和使用。本发明的特征在于：根据所建立的座椅座垫人体系统的Matlab/simulink振动仿真模型，及试验所测得的座椅安装地板位置处和座椅面的振动加速度，利用等效刚度和等效阻尼参数的辨识目标函数及优化算法，对座垫等效刚度和等效阻尼进行辨识。利用该方法可辨识得到更加准确可靠的座垫等效刚度和等效阻尼，为座椅悬置系统参数的优化设计奠定可靠的基础；同时，本发明可避免进行大量的样本试验，降低试验费用，缩短座椅悬置系统的设计和开发周期。

摘要： 本发明公开了一种基于等效刚度理论的驾驶室悬置系统刚度测量方法，包括建立驾驶室悬置系统的三维模型；建立商用车驾驶室悬置系统的仿真模型；基于等效刚度理论，根据不同工况设置仿真模型的激励方式；综合考虑驾驶室悬置系统的实车测试环境和模型仿真环境区别，通过设置仿真环境条件，使模型仿真环境近似于实车测试环境；进行仿真模型的刚度仿真，获取驾驶室悬置系统的等效刚度曲线。本方法改变了传统驾驶室悬置系统的刚度测量方式，实现了测量效率和测量成本的双重提升；运用等效刚度理论，有效解决了驾驶室悬置系统的刚度测量工作量大的问题，大幅提高了系统的刚度测量效率。

摘要： 本发明公开了一种基于ANN的燃机透平阻尼叶片结构等效刚度阻尼分析方法，包含以下步骤：1)建立适于描述干摩擦阻尼件接触状态的摩擦‑碰撞动态耦合阻尼模型；2)利用时频交互算法求解叶片非线性受迫响应；3)计算等效刚度、等效阻尼系数；4)搭建ANN拟合等效刚度、等效阻尼变化曲线。本发明建立了一种考虑变正压力的碰撞‑摩擦动态耦合阻尼模型，同时通用的ANN来进行曲线拟合，避免了传统方法中不同干摩擦阻尼模型拟合公式形式不同所带来的额外计算消耗；另外，本发明应用迁移学习的方法将当前网络的拟合结果用于指导其他网络的生成，能够有效解决变参数或样本量较少时传统算法拟合效率低下、拟合精度低的问题。

摘要： 本发明涉及一种导轨滑块系统有限元分析的等效刚度参数设置方法，分别通过刚度测试试验和有限元软件受力分析，得到导轨滑块系统的刚度系数实测值和刚度系数仿真值，通过对刚度系数实测值与刚度系数仿真值的对比分析，判断刚度系数仿真值是否满足容许误差要求，并在有限元分析软件中对不满足要求的导轨材料的弹性模量参数进行修正，然后重新对导轨滑块系统进行仿真分析，直到得到的刚度系数仿真值满足容许误差要求，则将当前有限元分析软件中导轨材料的弹性模量参数作为最终用以模拟真实导轨滑块刚度特性的等效刚度参数使用。本发明操作简单、准确性高，能够在有限元模型中准确表征导轨滑块系统的刚度特性。

摘要： 本发明公开了一种密封条分段线性刚度的等效计算方法、装置、计算机设备及存储介质，其中，该方法包括以下步骤：步骤S1，通过单轴拉伸试验数据对密封条所采用的3阶Ogden本构模型参数辨识，得到应力‑应变曲线；步骤S2，采用非线性有限元方法计算车门平衡状态密封条各位置压缩量，将密封条按照间隔100mm分段，结合应力‑应变曲线将每段密封条进行CLD试验得到测试结果，利用线性刚度等效算法求解平衡状态每段密封条的等效线性刚度。该方法中密封条等效刚度不再是常值，而是等效线性刚度，应用于车门模态分析及车门模态预测时，可提高车门系统模态预测精度，降低频率累计误差及模态置信准则累计误差。