传递矩阵法

摘要： 采用传递矩阵法对拱桥悬臂施工过程中的面内特征值问题进行求解,建立了该类桥型施工过程中面内竖弯刚度的评估方法。首先,将索和拱分别视为无垂度的张紧弦和欧拉伯努利梁,基于传递矩阵法基本理论推导了系统的总传递矩阵,考虑拱和索的边界条件以及索拱节点的位移连续性条件得到系统的特征值方程,进而计算出系统的频率和模态。同时,采用有限元分析软件ANSYS15.0建立拱桥合拢状态的有限元模型并得到频率和振型的有限元解,通过对比本文方法与有限元方法计算结果,证明本文方法和模型的正确性。然后,分别采用上述理论方法和有限元方法对拱桥合拢前半跨模型的频率和模态进行分析对比,两者结果一致进一步说明了本文方法和模型的正确性。最后,选取了索的弹性模量、初始索力以及拱桥的半径等参数,作为考虑影响结构自振频率的因素,对模型的前六阶频率进行了系统的参数分析,得出拱桥的设计参数以及合拢状态下索的设计参数对结构动力性能的影响规律,并给出相应实际工程的改善措施。

摘要： 基于传递矩阵法,结合振动微分方程,提出一种计算纵肋圆柱壳自由振动特性的周向传递矩阵法。该方法基于板壳理论和圆柱壳振动控制方程,推导出圆柱壳周向传递的场传递矩阵和纵肋处的点传递矩阵,结合圆柱壳边界条件,得到频率方程,利用精细时程积分法原理,可保证计算的精度。将计算结果与有限元解进行比较,验证方法的有效性,同时比较传递矩阵法在不同传递方向上的精度,找出周向传递矩阵法和轴向传递矩阵法的适用范围。

摘要： 旋转机械结构复杂,难以直接进行转子动力学分析,通过分析传递矩阵法及有限元法计算原理,得出通用的模型构建方法,并通过将涡轮发电机转子扫频试验数据与仿真结果对比,证明了该方法的有效性。

摘要： 文章提出一种空调管路系统稳态工况下的流固耦合动力学响应分析方法。将管路结构进行多段离散化,采用传递矩阵法建立管路系统流固耦合模型,得到脉动激励下管路内壁的表面压力;基于有限元法建立压缩机配管系统虚拟样机模型,将压缩机振动和管内流体的压力波动作为激励源进行系统谐响应分析。结果表明,考虑管内制冷剂平均压力后,管路系统各阶固有频率有所增大,流体压力波动对管路系统动力学响应特性有着重要影响。该分析计算结果为空调管路系统的优化设计与减振方案提供了一定的理论依据。

摘要： 基于Biot理论和Bloch理论,研究了反平面波在一维液体饱和多孔声子晶体中的传播特性。求解液体饱和多孔介质中反平面波的波动方程;利用界面应力-位移连续条件得到了相邻单胞的传递矩阵,将传递矩阵和Bloch理论相结合计算了单胞的复能带结构;并且利用刚度矩阵法计算声子晶体的响应谱。分析了液体黏度系数、孔隙率和材料组分比对反平面波传播特性的影响。结果表明:随着黏度系数的增大,复能带的虚部先增大后减小,相应的传输先减弱后增强,复能带的实部在布里渊区边界处先变光滑后又变尖角。这些现象与黏性对快纵波的影响是一致的;随着孔隙率的增大,两种多孔介质的密度差变大,导致带隙变宽,带隙内的衰减增强;与快纵波不同的是高频通带对应的虚部仍然为零,这是由于反平面波和慢纵波之间不会发生相互作用;减小材料组分比发现第一条带隙变宽,带隙内的衰减增强,然而第二条带隙先变宽再变窄,带隙内的衰减先增强后减弱。估算的带隙中心频率值和数值结果基本一致。

摘要： 基于Timoshenko梁弯曲理论,该文建立了双激励阶梯形弯曲振动夹心式压电换能器的传递矩阵理论模型。利用解析理论模型和有限元仿真对换能器的前4阶弯曲振动特性进行了计算分析。结果表明,在换能器的各阶弯曲振动模态下,解析理论计算与有限元仿真均取得了一致结果,即在低阶(一、二阶)弯曲振动模式下换能器有效机电耦合系数大,高阶弯曲振动模式下换能器的有效机电耦合系数小。阶梯形前盖板的直径比对换能器的各阶弯曲共振频率和放大系数均有较大的影响,直径比越大,弯曲共振频率越低,放大系数越大。

摘要： 基于Johnson-Champoux-Allard(JCA)模型和微穿孔板理论,利用传递矩阵法建立了三聚氰胺吸音海绵不同填充方式形成的复合结构的吸声系数理论模型,并比较了其吸声性能:与单层微穿孔板结构a相比,微穿孔板-吸音海绵复合结构b和微穿孔板-吸音海绵-空腔复合结构c的吸声性能均有较大提升,微穿孔板-空腔-吸音海绵复合结构d的提升效果次之。分析了几何参数对复合结构b的吸声性能的影响,得出:微穿孔板的孔径越小,复合结构在中高频段的吸声效果越好;厚度越大,复合结构在高频段的吸声性能越低;穿孔率越大,复合结构在低频段的吸声性能越低;吸音海绵厚度的增加在总体上有利于提高复合结构的吸声效果。基于粒子群算法对复合结构b和c的吸声性能进行了优化,结果表明:与优化前的复合结构b相比,优化后的复合结构c的平均吸声系数从0.565 4提升至0.751 9;与优化后的复合结构b相比,其吸声性能几乎不变,但吸声材料厚度减少了30%,在保持良好吸声性能的同时实现了轻量化。

摘要： 以YK7350B数控成形摆线轮磨齿机为研究对象,研究在高速转动状态下,动态磨削转矩和自身不平衡量引起的电主轴振动问题。通过传递矩阵法,建立了磨削电主轴系统的动态数学模型,并结合电主轴的具体参数,推算出主轴的固有频率。继而利用有限元分析软件得到了6阶模态振型和频率,最后通过进行了实际磨削实验,收集了正常加工条件下的电主轴振动加速度数据。实验结果表明:电主轴的振动特性在磨削Z方向影响最大,X方向次之,并随着转速的提升呈线性增长。此结论为后续电主轴的振动原理分析以及减小振动、提高摆线轮齿面加工质量提供了较为科学的数据理论支撑。

摘要： 为降低螺旋桨传递至艇体的振动,利用轴系整体减振系统对各轴承及主辅机进行弹性支撑,通过改变桨-轴-艇体的振动传递路径使振动能量衰减,从而实现减振降噪的目的。提出了轴系整体减振系统的概念,建立了桨轴系统的力学模型,采用解析法和有限元法分析了系统横向振动的动态特性。以轴承处位移响应和力传递率为指标,对比分析了传统支撑和弹性支撑两种不同方式的隔振效果。结果表明,轴系整体弹性支撑下的轴承处位移响应小于传统支撑方式,在15~100 Hz内整体弹性支撑方式的隔振效果提高了10.9 dB,低频减振效果明显,验证了整体减振系统设计方法的可行性,为潜艇艉部耦合系统减振降噪的设计提供了一种新方法。

摘要： 为抑制充液管路中轴向振动波传播,利用吸振器安装点处位移与轴向力连续条件,采用传递矩阵法建立充液管路带多个吸振器动力学耦合模型,与有限元计算结果对比,验证了该计算方法的正确性。计算分析了轴向波在吸振器前后的透射与反射系数,并进一步计算了吸振器周期排列时管路轴向振动带隙。研究结果表明:轴向波在吸振器共振频率全部反射,反射系数带宽随吸振器刚度与阻尼增大而变化;吸振器周期分布时,管路系统轴向振动同时存在局域共振型带隙与Bragg带隙,轴向波在局域共振型带隙内得到了有效的抑制。研究结果可为管路轴向减振、吸振器设计提供参考。

摘要： 针对推进轴系振动严重影响水下航行器声隐身特性的问题,基于传递矩阵法对推力轴承隔振系统进行了设计,以螺旋桨端自由,推力轴承隔振器端固支为边界条件,推导了螺旋桨左端面和推力轴承隔振器右端面状态空间向量,在此基础上,设计了推力轴承隔振器刚度参数.结果表明,该方法简单且易于实现,在满足轴系稳定性要求的情况下,能够有效降低纵向激励作用下引起的轴系振动,为轴系振动的控制提供了新的思路.

摘要： 为分析柴油机微粒捕集器的声学特性,建立其声学模型,基于有限元法计算微粒捕集器简化模型的传递矩阵,采用传递矩阵法计算微粒捕集器的传递损失,并与试验数据进行对比,验证模型的正确性.在建立的声学模型基础上,分析微粒捕集器孔道形状、孔隙率、孔道边长、过滤层厚度和长径比等结构参数变化对声学特性的影响.结果表明:在其他参数不变的情况下,孔隙率越大、孔道边长越短、过滤层越厚、长径比越大,微粒捕集器的传递损失越大;相对于进气和排气孔道相同的正方形结构,采用进气孔道八边形出气孔道正方形和方形不对称孔道的过滤体具有更好的消声效果,传递损失可以增加dB.

摘要： 不同于通常的基于牛顿-欧拉方程的向量力学法和基于拉格朗日方程分析力学法进行车辆的平顺性分析,本研究基于多体系统传递矩阵法,建立了某电动车动力学模型,推导了该模型的传递矩阵、传递方程和体动力学方程,通过matlab编程对整车的平顺性进行分析,得到了整车的平顺性结果.同时,采用牛顿力学法解算了整车的平顺性.最后将两种解算结果进行对比分析,验证了传递矩阵法计算车辆平顺性的有效性.

摘要： 为研究摩阻力增强效应对基桩水平承载性能的影响,首先在库伦摩阻力基础上考虑桩侧土抗力的影响,从而建立不同水平荷载作用下桩-土界面摩阻力τ-s 曲线计算模型.结合桩-土界面脱开效应,分别推导了桩竖向侧阻力作用下单位长度桩身抗力矩Ms 的数值解与简化理论解;在双曲线桩端阻力-位移模型及摩阻力增强效应基础上,分别推导得出了基底水平阻力Fb 和基底抗力矩Mb 的数值解和简化理论解.随后基于四弹簧Winkler 地基梁模型和传递矩阵法解得桩身响应解,并通过多组工程案例对比分析,不但验证了本文理论的正确性,也证明了本文提出的单位桩身抗力矩Ms、基底抗力矩Mb以及基底水平阻力Fb 简化理论解的适用性.最后参数影响分析表明:桩顶变形降低幅度随着柔性系数KR 的增加、长径比L/d 的减小而提高;同时,随着KR 的减小,基底抗力矩Mb 和水平阻力Fb 对水平承载特性的影响逐渐减弱,柔性桩中Mb和Fb 的影响可忽略不计.

摘要： 基于流固耦合4-方程模型推导了燃油管道流固耦合振动直管单元的轴向振动和横向振动场传递矩阵,引入弯曲因子推导了弯管点传递矩阵.通过传递矩阵法对航空发动机典型燃油管路L型弯管和等长直管在不同边界条件下进行流固耦合振动模态分析.

摘要： 采用传递矩阵法计算由穿孔板,双层多孔材料及背板组成的夹层复合吸声材料的吸声系数,利用该方法分析多孔材料厚度及穿孔板穿孔率对复合吸声结构吸声性能的影响,优化该复合结构吸声性能,并用实验验证.结果表明:传递矩阵法在中低频计算精度较高.该复合吸声结构在较宽频带有良好的吸声效果.

摘要： 以直升机尾斜轴为研究对象,推导了传动轴的分布质量传递矩阵,模型中考虑了弯矩、横向位移、剪切变形、转动惯量、陀螺力矩和轴向力等因素的综合影响.建立了膜片联轴器和弹性支承的传递矩阵.给出了尾传动轴系临界转速的计算方法.以三支点水平轴系为实例对象检验本文传递矩阵法的实用性,与有限元法进行了对比分析.计算结果表明,本文传递矩阵法计算精度较高、计算速度快且易于使用,适合设计人员在方案设计阶段开展尾传动轴系的临界转速分析与设计工作.

摘要： 介绍了求解直升机尾传动轴系临界转速的prohl传递矩阵法,以某型直升机尾传动轴系为算例,进行了等效建模和计算,并通过与有限元法结果的对比验证了传递矩阵法建模的准确性;分析了轴段长度、空心轴壁厚度、轴段间支承的径向刚度以及支承数目对多支承尾传动轴临界转速的影响,其分析结果对直升机尾传动轴的动力学设计具有一定的参考价值.

摘要： 为研究截面渐变型微穿孔板的吸声特性,用分层的矩形截面代替渐变型截面,利用传递矩阵法进行分析计算.结果表明,相比于截面不变的微穿孔板,截面渐变型微穿孔板吸声峰值频率向低频偏移,吸声峰值变大,但吸声带宽变窄;当截面倾斜角变大时,吸声峰值频率向低频偏移,但并不显著,同时吸声带宽与峰值大小不发生变化;指数型截面与梯形截面吸声系数基本一致;第一层为截面渐变型微穿孔板,第二层为截面不变微穿孔板组成的新型双层微穿孔板相比于传统的等参数双层微穿孔板,低频吸声效果显著,并且有足够的吸声带宽与吸声峰值.

摘要： 舰船管路系统固有频率与管路参数相关性研究可为路系统噪声控制及低噪声建造安装工艺提供参考.以典型舰船管路系统为研究对象,基于Riccati传递矩阵法计算复杂空间管系的同有频率和振型,通过有限元数值算例验证了算法的有效性.在此基础上,分析了管内介质、管路材料、阻尼处理、管壁厚度、阀体重量、阀体刚度的管路工艺参数对其固有频率的影响规律.结果表明:紫铜管路的各阶固有频率较钢质管路均有不同程度的降低,呈现复杂变化规律.管路采用阻尼材料处理后,各阶固有频率显著降低.增加管壁厚度对高阶固有频率影响较为显著.阀体支撑刚度对管路系统固有频率的影响较阀体质量更为显著,各阶固有频率随阀体支撑刚度的降低均呈现不同程度的降低.

摘要： 本发明公开了一种基于随机矩阵法的部分遮挡扩展目标跟踪方法及装置，包括：接收初始时刻的量测数据，初始化目标状态和扩展形态；利用随机矩阵法对上一个时刻的目标航迹进行状态和扩展形态的一步预测；利用雷达位置和障碍物位置、形状判断是否存在遮挡；接收当前时刻的量测数据，使用随机矩阵法对未遮挡区域的状态和扩展形态进行更新，对未遮挡比例因子进行更新；利用更新后的未遮挡比例因子和未遮挡区域的状态和扩展形态对整体目标进行更新；输出目标航迹信息。本发明提升了在目标被遮挡情况下状态、扩展形态估计的精度，降低了目标状态的估计误差，能够应用于智能交通、自动驾驶等领域拥挤道路目标跟踪等情况下，对被遮挡目标进行准确跟踪。

摘要： 本发明属于基坑施工技术领域，公开了一种基于影响矩阵法的基坑钢支撑轴力计算方法，首先对结构状态的控制条件进行确定，然后建立影响矩阵A，当基坑钢支撑满足线性叠加时，根据AX

摘要： 本发明实施例提供一种基于传递矩阵法的沉陷区层状介质地基附加应力计算方法，方法包括：根据沉陷区中地基的岩性差异，将所述地基划分成多个层状介质，基于Boussinesq地基模型计算出所述多个层状介质中第一层介质的附加应力分量；根据应变势能守恒条件和竖向附加应力平衡条件，求解所述第二层介质的附加应力分量表达式中的系数，将所述系数带入所述附加应力分量表达式中，获取所述第二层介质的附加应力分量；基于传递矩阵方法，根据所述第二层介质的附加应力分量求解所述地基中除所述第一层介质和第二层介质以外的其他层介质的附加应力分量。本发明实施例更加符合实际情况，提高了附加应力计算的精确性和计算速度。

摘要： 本发明公开了一种基于多体系统传递矩阵法的舵面系统非线性颤振模型建模方法，包括以下过程：基于多体系统传递矩阵法推导弯扭耦合梁传递矩阵；建立系统的总传递方程，并求解圆频率和振型；使用Theodorsen非定常流理论，建立舵面系统的运动控制方程；考虑间隙非线性和摩擦非线性，建立基于MSTMM的体动力学方程，得到系统非线性颤振模型；求解系统非线性颤振模型，得到舵面系统振动时域响应。本发明解决了线性颤振计算方法不能准确预测非线性系统颤振响应的问题，实现舵面系统非线性颤振响应的快速求解。

摘要： 本发明公开了一种基于多体系统传递矩阵法的舵面系统非线性颤振模型建模方法，包括以下过程：基于多体系统传递矩阵法推导弯扭耦合梁传递矩阵；建立系统的总传递方程，并求解圆频率和振型；使用Theodorsen非定常流理论，建立舵面系统的运动控制方程；考虑间隙非线性和摩擦非线性，建立基于MSTMM的体动力学方程，得到系统非线性颤振模型；求解系统非线性颤振模型，得到舵面系统振动时域响应。本发明解决了线性颤振计算方法不能准确预测非线性系统颤振响应的问题，实现舵面系统非线性颤振响应的快速求解。

摘要： 本发明公开了一种基于多体系统传递矩阵法求解三维机翼线性颤振速度的方法，包括以下过程：基于多体系统传递矩阵法推导机翼的弯扭耦合梁传递矩阵；建立机翼的总传递方程，并求解得到机翼的固有频率和振型；根据Theodorsen非定常气动力理论建立机翼振动位移与气动力的关系；建立机翼的体动力学方程，并将其转换到频域获得机翼的颤振频域模型；对机翼颤振频域模型进行频域求解，得到机翼的颤振速度。本发明可实现机翼颤振速度的快速求解。

摘要： 本发明公开了一种基于多体系统传递矩阵法的舵系统振动特性预测方法，包括以下过程：基于多体系统传递矩阵法对舵系统进行建模，获取舵系统的动力学模型；根据舵系统的动力学模型确定考虑舵叶弯曲扭转耦合振动和轴向振动的耦合梁传递方程；根据舵系统中各元件的传递矩阵和传递方程，确定系统的总传递矩阵和总传递方程；求解总传递方程得到舵系统的振动特性。本发明充分考虑舵系统的结构细节，计算效率高并且仿真精度高，具有一定实用性；同时，为工程上类似的多刚柔耦合体系统动力学问题的快速建模与仿真提供参考。

摘要： 本发明提出了一种基于多体系统传递矩阵法的二元翼型频域颤振模型建模方法，首先对舵系统进行合理简化，使简化模型方便结构动力学分析；其次，根据简化模型，使用多体系统传递矩阵法建立多体动力学模型，确定简化模型各部件传递矩阵，并拼装成总传递矩阵；然后，令传递矩阵中刚心与质心重合，求解总传递矩阵特征方程得到系统纯弯、纯扭频率；最后，建立舵系统的二元颤振频域模型，并使用U‑g法对其进行频域分析，得到舵系统的颤振速度、频率；本发明采用MSTMM计算出二元颤振模型所需的关键参数，建立舵系统的二元颤振频域模型，方便研究水下航行器舵系统的结构参数对舵系统的水弹性的影响规律，为工程上舵系统减振降噪设计提供参考。

摘要： 本发明实施例提供一种基于传递矩阵法的沉陷区层状介质地基附加应力计算方法，方法包括：根据沉陷区中地基的岩性差异，将所述地基划分成多个层状介质，基于Boussinesq地基模型计算出所述多个层状介质中第一层介质的附加应力分量；根据应变势能守恒条件和竖向附加应力平衡条件，求解所述第二层介质的附加应力分量表达式中的系数，将所述系数带入所述附加应力分量表达式中，获取所述第二层介质的附加应力分量；基于传递矩阵方法，根据所述第二层介质的附加应力分量求解所述地基中除所述第一层介质和第二层介质以外的其他层介质的附加应力分量。本发明实施例更加符合实际情况，提高了附加应力计算的精确性和计算速度。

摘要： 本发明公开了一种履带式移动机器人的多体系统离散时间传递矩阵法统一动力学建模方法。其核心包括：建立多体系统动力学模型化整为零，确定状态矢量；确定各元件传递矩阵U和传递方程zO＝UzI；由元件的传递矩阵拼装系统的总传递矩阵Uall和总传递矩阵方程Uallzall＝0；根据边界条件，求解系统传递方程，得到ti时刻边界状态矢量；应用元件的传递方程，求得ti时刻系统各联接点状态矢量。本发明避免了以往研究移动式机器人时对移动平台和机械臂分别建模，而忽略其耦合和相互影响所带来的误差，同时理论性强，思路清晰，编程容易实现，可达到对这类移动机器人精确控制的目的。