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结构声强可测性判别参数─—结构声强指数

浙江大学学报（自然科学版） 1996年第3期30卷 295-301页

作者：明瑞森浙江大学建筑系

由于结构声波的复杂性，结构声强测量往往存在许多测量误差．为判断实际工程中结构声强测量值的准确程度，本文引进了结构声强指数的概念，给出了结构声强指数的定义式．并以几种典型结构为例，通过实验初步研究了弯曲波声强指数．

关键词：结构声强测量精度结构声强指数

复合材料层合板在动集中力作用下的结构声强特性

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力学季刊 2007年第2期28卷 217-222页

作者：王东方贺鹏飞刘子顺李岩同济大学航空航天与力学学院上海200092 新加坡高性能计算研究院新加坡117528

本文研究了复合材料正交异性层合板在动集中力作用下的结构声强特性。应用MSC/-NASTRAN商业软件计算了复合材料正交异性层合板在动集中力作用下各单元的内力和速度,再应用MATLAB软件得出复合材料层合板的结构声强。算例表明,复合材料正... 详细信息

本文研究了复合材料正交异性层合板在动集中力作用下的结构声强特性。应用MSC/-NASTRAN商业软件计算了复合材料正交异性层合板在动集中力作用下各单元的内力和速度,再应用MATLAB软件得出复合材料层合板的结构声强。算例表明,复合材料正交异性层合板的结构声强流线图与各向同性板存在明显不同的特性。复合材料正交异性层合板的结构声强流线图受边界条件、层合板叠层顺序和层数的影响。从结构声强向量图和流线图可获得关于能量传递路径、源位置和能量汇合点的许多信息。进一步,结构振动产生的噪声可根据上述信息加以控制。

关键词：结构声强结构噪声振动控制有限元方法功率流

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薄壁齿轮箱结构声强可视化及减振方法研究

重庆理工大学学报（自然科学） 2022年第11期36卷 282-291页

作者：刘岚亢琨席英杰龚境一刘更西北工业大学陕西省机电传动与控制工程实验室西安710072

针对大型薄壁齿轮箱的结构振动噪声问题,建立了一种基于结构声强计算及可视化的结构局部附加阻尼材料减振设计方法,实现了齿轮箱的低振动设计。以某大型复杂薄壁行星齿轮箱为研究对象,确定了局部附加阻尼减振设计的流程。首先建立箱体... 详细信息

针对大型薄壁齿轮箱的结构振动噪声问题,建立了一种基于结构声强计算及可视化的结构局部附加阻尼材料减振设计方法,实现了齿轮箱的低振动设计。以某大型复杂薄壁行星齿轮箱为研究对象,确定了局部附加阻尼减振设计的流程。首先建立箱体的有限元模型,考虑齿轮系统的动态啮合激励,求解出箱体机脚测点的振动响应,并根据振动加速度级频谱图确定振动的峰值频率。利用ANSYS APDL通过结构声强计算及可视化得到齿轮箱薄壁结构的结构声强幅值云图,由此确定出振动能量最大的区域。最后对该区域附加阻尼材料,并对局部附加阻尼布局方案及全局附加阻尼布局方案下齿轮箱机脚的有效振动加速度级进行比较。结果表明:通过该方法进行阻尼材料的布局设计可以有效降低测点的振动加速度级,在有限的阻尼材料消耗情况下,可以获得比全局附加阻尼方法更好的减振效果。

关键词：齿轮箱结构声强阻尼材料减振设计

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动载荷作用下壳体的结构声强分析

噪声与振动控制 2010年第3期30卷 60-63页

作者：曾国英赵登峰西南科技大学制造学院四川绵阳621010

结构声强矢量图直观地给出了壳体表面各点能量传输的分布特性。首先推导了壳体局部坐标下的结构声强计算公式,应用坐标转换得到了结构声强的全局坐标表达式,用有限元计算了筒体和板壳组合结构的结构声强,并绘制出了矢量图。结果表明用... 详细信息

结构声强矢量图直观地给出了壳体表面各点能量传输的分布特性。首先推导了壳体局部坐标下的结构声强计算公式,应用坐标转换得到了结构声强的全局坐标表达式,用有限元计算了筒体和板壳组合结构的结构声强,并绘制出了矢量图。结果表明用有限元法对各种壳体的结构声强进行分析是十分有效的。

关键词：振动与波结构声强有限元功率流坐标变换

基于结构声强法的抽水蓄能电站地下厂房振动传递路径研究

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基于结构声强法的抽水蓄能电站地下厂房振动传递路径研究

作者：张鹏西安理工大学

学位级别：硕士

本文基于结构声强法对抽水蓄能电站地下厂房进行振动传递路径研究,分析了厂房在不同运行工况下各典型部位的振动能量分布,探讨了不同振源作用下厂房振动的传递路径,既可以为厂房振动提供预测和控制,又可以为结构的减振隔振优化设计提供... 详细信息

本文基于结构声强法对抽水蓄能电站地下厂房进行振动传递路径研究,分析了厂房在不同运行工况下各典型部位的振动能量分布,探讨了不同振源作用下厂房振动的传递路径,既可以为厂房振动提供预测和控制,又可以为结构的减振隔振优化设计提供参考。建立本文三维结构声强矢量图的绘制方法:以ansys有限元谐响应分析为基础提取计算所需数据,通过excel进行单元数据的处理与结构声强值计算,再用originpro将单元的结构声强矢量值与单元坐标进行一一映射绘制出单元三维矢量图。并通过算例验证结构声强法的可行性,并讨论了不同结构中声强矢量值不同计算方案的相对精度,确定了采用单元应力与节点位移的方案,为厂房结构振动路径研究了提供依据。讨论了厂房在机组动荷载作用下振动的传递路径,对比了三种不同工况(额定、飞逸、半数磁极短路)中各典型部位的结构声强值大小与振动能量分布,并绘制了相应各工况下典型部位的结构声强三维矢量图,实现了振动能量传递过程的可视化。同时详细计算了厂房整体各分层分部的声强矢量值,探讨了振动能量的传递规律。分析了厂房在蜗壳脉动压力作用下振动的传递路径,计算了发电、抽水两种工况中厂房各层楼板、风罩以及立柱等薄弱构件的结构声强值,并通过分析厂房结构各典型部位的结构声强矢量图,得到振动的主要传递路径,并研究了蜗壳脉动压力作用下的厂房结构的振动能量的分布、传递及衰减规律。在单一振源的研究基础上开展多振源荷载作用下厂房结构振动路径的研究,计算了正常发电和正常抽水两种工况下,机组动荷载、蜗壳脉动压力、尾水管脉动压力共同作用下的厂房整体各分层分部的结构声强值,并绘制了各典型部位的三维声强矢量图,通过与单一振源荷载作用下的声强值和振动能量分布情况的对比,总结了更符合实际情况的多振源荷载作用下的厂房结构振动能量分布及传递规律。

关键词：抽水蓄能电站结构声强振动传递矢量可视化多振源荷载

基于结构声强法的呼吸裂纹板非线性动力特性研究

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基于结构声强法的呼吸裂纹板非线性动力特性研究

作者：庞中昊华中科技大学

学位级别：硕士

板结构是大型结构物中最常用到的结构单元,裂纹则是板结构中常见的损伤形式,更是引发结构物破坏的主要原因之一。由于通常结构在振动过程中,裂纹会产生张开、闭合的运动,使得结构物具有非线性的动力学特性,对其动力学特性和损伤识别开... 详细信息

板结构是大型结构物中最常用到的结构单元,裂纹则是板结构中常见的损伤形式,更是引发结构物破坏的主要原因之一。由于通常结构在振动过程中,裂纹会产生张开、闭合的运动,使得结构物具有非线性的动力学特性,对其动力学特性和损伤识别开展研究具有重要意义。结构声强方法是近些年来研究结构内部振动能量传播的一种有效手段,其概念是源自于声学理论中声强的概念,即是受到介质中波传播思想的启发,研究结构体内部能量传播的一种方法。近年来,该方法已经从传统的减振降噪领域发展到了结构的损伤识别领域。本文拟通过对含有呼吸裂纹板的非线性结构声强(振动功率流)的研究,得到结构内部能量传播特性,进行裂纹的损伤识别;并通过进一步研究缺陷处结构声强矢量场的形态,来判断该缺陷是否安全。本文首先介绍了结构声强法的国内外研究现状。目前,结构声强法的理论研究相对成熟,学者们已开始用此方法指导结构物的减振降噪设计。然而,此前使用结构声强法,对含呼吸裂纹板的研究尚未有效开展。本文将基于结构声强方法,针对含呼吸裂纹的板结构进行研究,从损伤识别方面展开工作。紧接着,本文给出结构声强的相关理论公式。阐述了结构声强的概念,给出了梁、板、实体几种基本结构单元的结构声强公式;随后,阐述了结构振动功率流的概念,并导出了计算结构振动功率流的理论公式;之后,阐述了外部激励做功与结构内部所传播能量的关系。在此基础上,开展了板壳结构中结构声强的计算以及可视化方法的研究。利用算法实现对有限元谐响应计算得到的应力和位移进行后处理,以合成板结构中壳单元结构声强矢量场数据,并进行矢量场图像绘制。实现了对三维空间中任意位置的复杂板壳结构的结构声强矢量场数据的生成及可视化。之后,本文基于结构声强理论,对以接触单元模拟呼吸裂纹的板结构,进行了非线性的动力学分析。通过结构声强数据,绘制声强矢量图、幅值图和散度图,并结合各频率下输入功率值所绘的曲线,研究呼吸裂纹板所具有的非线性动力学响应的特性,研究表明非线性的输入功率流以及超谐共振频率下的结构声强矢量图等能较好的识别出结构中存在的损伤。最后,以静载时结构裂纹尖端的应力强度因子与材料临界应力强度因子的大小关系作为判断裂纹是否扩展的依据。通过构建和训练LVQ神经网络,建立起“静载”情况下裂纹是否扩展与“谐振激励”情况下结构声强矢量形态之间的映射关系。从而利用裂纹损伤板中的结构声强数据,在判断结构某处存在裂纹的同时,可以利用训练好的神经网络迅速判断出该结构在受某特定静载工况时是否会失稳扩展,从而有效评判其安全性。

关键词：结构声强呼吸裂纹非线性动力响应应力强度因子 LVQ神经网络

基于“结构声强法”泄水建筑物振动向主厂房传递路径研究

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基于“结构声强法”泄水建筑物振动向主厂房传递路径研究

作者：师林杰大连理工大学

学位级别：硕士

我国河流众多,水域广阔,蕴藏着非常丰富的水能资源,作为一种可再生的清洁能源,运用水力发电的潜力巨大。水电站是水利枢纽中重要的一部分,它涉及到运行过程中的诸多问题,因此对安全要求很高。在对于水电站厂房振动的研究中,振动的产生... 详细信息

我国河流众多,水域广阔,蕴藏着非常丰富的水能资源,作为一种可再生的清洁能源,运用水力发电的潜力巨大。水电站是水利枢纽中重要的一部分,它涉及到运行过程中的诸多问题,因此对安全要求很高。在对于水电站厂房振动的研究中,振动的产生和传递路径规律往往要满足振动安全需要的要求。本文以三维结构声强理论为基础,结合某水电站工程实例,采用结构声强法对场地振动及主厂房振动传递路径进行更深一步的研究,探讨不同频率以及不同工况大型水电站振动的传递路径。主要研究内容和所取得的研究成果如下:(1)使用Ansys软件建立大型水电站三维有限元模型,并将水电站结构进行分部分段划分;进行有限元谐响应分析提取所需数值,结合弹性力学方程和有限元理论推导三维声强表达式,根据三维声强表达式在Matlab中计算三维结构声强值,使用Origin软件绘制单元三维声强矢量图。(2)讨论了溢流坝泄洪时脉动压力作用下振动向主厂房处的传递路径规律。比较了不同频率荷载作用下各典型部位结构声强值的大小与分布情况,绘制了典型部位的三维声强矢量图,实现传递路径的可视化;比较了相同频率下溢流坝不同部位脉动压力荷载作用下各典型部位结构声强值的大小,分析了传递路径的差别。结果表明,荷载频率及荷载作用部位的改变对振动的主要传递路径影响较小,主要传递路径为荷载作用处—底部围岩—主厂房底部右侧。(3)分析了溢流坝泄洪时脉动压力作用下主厂房内部结构振动的传递路径规律。计算了不同频率荷载作用下厂房蜗壳混凝土、机墩、风罩、立柱、墙体以及楼板等构件的结构声强值,分析了主厂房结构典型部位的结构声强矢量图,研究了主厂房结构的振动能量的分布和传递规律;并比较了溢流坝不同部位脉动压力荷载作用下主厂房内部各典型部位结构声强值的大小,分析了传递路径的变化规律。结果表明,主厂房内部主要的振动传递路径大致为蜗壳混凝土上游右侧—机墩结构下游右侧—母线层楼板下游右侧—风罩下游右侧—发电机层楼板下游右侧,而墙体起到部分作用,且随着频率的不断增大,墙体起的作用越大。本文对比不同部位以及不同频率荷载作用下溢流坝向主厂房内部振动的传递规律,为降低振动传递提供设计依据。

关键词：水电站厂房结构声强结构声强矢量图振动传递矢量可视化