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考虑输入变量随机性的换流变压器铁心模态频率计算及其方差分析

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中国电机工程学报 2016年第5期36卷 1430-1437页

作者：刘俊华罗隆福陈跃辉周冠东付颖许加柱梅念赵亮项锦文国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南省长沙市410082 国家电网湖南省电力公司湖南省长沙市410007 国网北京经济技术研究院北京市昌平区102209

当结构的某一模态频率与其受迫力的频率相接近时,会引起结构的共振,因此需科学地计算结构的模态频率;文中以一换流变压器铁心为研究对象进行模态仿真,考虑铁心材料属性和边界条件这些输入变量的随机不确定性,经中心合成设计抽样法获得... 详细信息

当结构的某一模态频率与其受迫力的频率相接近时,会引起结构的共振,因此需科学地计算结构的模态频率;文中以一换流变压器铁心为研究对象进行模态仿真,考虑铁心材料属性和边界条件这些输入变量的随机不确定性,经中心合成设计抽样法获得其输入变量的样本集,再通过响应曲面模型建立起各阶模态频率与各输入变量间的函数表达式,用该函数代替铁心模态频率仿真结果,通过蒙特卡罗模拟法获得各阶模态频率的统计参数,以及其概率灵敏度分析,并对该响应曲面模型函数进行方差分析。

关键词：换流变压器模态频率随机不确定性响应曲面模型蒙特卡罗统计参数方差分析

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热环境对FGM壳模态频率的影响

振动与冲击 2017年第4期36卷 127-131,163页

作者：刘文光舒斌郭隆清贺红林南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063

为了推动功能梯度材料(FGM)在高超音速飞行器热防护结构设计中的应用,旨在探讨不同温度场对热防护壳模态频率的影响,提供热防护壳动力学设计参考。从陶瓷金属基FGM的热物性参数模型入手,结合圆柱薄壳能量原理,建立FGM圆柱壳的模态方程... 详细信息

为了推动功能梯度材料(FGM)在高超音速飞行器热防护结构设计中的应用,旨在探讨不同温度场对热防护壳模态频率的影响,提供热防护壳动力学设计参考。从陶瓷金属基FGM的热物性参数模型入手,结合圆柱薄壳能量原理,建立FGM圆柱壳的模态方程。在此基础上,首先分析热物性参数变化规律对FGM壳模态频率的影响,然后探讨考虑热应力后不同热环境下FGM壳模态频率的变化规律。结果表明,FGM物性参数变化对模态频率的影响没有热力耦合影响明显;温度梯度模态频率起主导作用,反之温度梯度>300 K时,热应力和热变形对模态频率起主导作用。

关键词：热环境热防护系统功能梯度材料模态频率

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运营环境作用对跨海大桥模态频率的影响研究

工程力学 2018年第A01期35卷 34-39页

作者：周毅孙利民谢谟文北京科技大学土木工程系北京100083 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

模态频率是反映结构整体性能的动力学指标之一,然而实践中发现,即使结构性能正常,它也会随运营环境作用发生可观的变化。因此有必要研究运营环境作用与结构频率的相关性,以便从频率的总变化中剔除正常变化,凸显由结构损伤引起的频率变... 详细信息

模态频率是反映结构整体性能的动力学指标之一,然而实践中发现,即使结构性能正常,它也会随运营环境作用发生可观的变化。因此有必要研究运营环境作用与结构频率的相关性,以便从频率的总变化中剔除正常变化,凸显由结构损伤引起的频率变化。利用东海大桥的长期监测数据,该文同时分析了桥梁高阶频率和低阶频率的变化规律。在运营条件下,东海大桥的高阶频率和低阶频率均存在周期变化特征,且与运营环境因素的变化周期相吻合;结构温度和交通荷载是引起频率变化的最主要因素,温度与各阶频率的变化均呈负相关关系,而交通荷载与高阶频率的相关性不同于低阶频率。

关键词：跨海大桥周期特性运营环境作用模态频率长期监测

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基于模态频率的缺口梁疲劳裂纹扩展寿命预测

振动与冲击 2020年第1期39卷 102-108页

作者：刘文光王耀斌南昌航空大学航空制造工程学院

从试验出发,研究了含V型缺口悬臂梁在循环载荷作用下的疲劳裂纹扩展特性及其模态频率变化规律,分析了模态频率与裂纹扩展增量间的关联性。将裂纹扩展增量作为损伤参量,建立了基于模态频率下降率与损伤参量的关系。基于损伤力学,建立了... 详细信息

从试验出发,研究了含V型缺口悬臂梁在循环载荷作用下的疲劳裂纹扩展特性及其模态频率变化规律,分析了模态频率与裂纹扩展增量间的关联性。将裂纹扩展增量作为损伤参量,建立了基于模态频率下降率与损伤参量的关系。基于损伤力学,建立了裂纹损伤与循环加载次数的演化模型。结合模态频率下降率与裂纹损伤参量的关系,提出了一种基于模态频率下降率的缺口梁疲劳裂纹扩展寿命预测方法,实现了基于当前裂纹损伤和对应循环次数的疲劳裂纹扩展剩余寿命预测。结果表明,模态频率下降率对缺口梁的疲劳裂纹扩展寿命敏感,该方法预测的疲劳裂纹扩展寿命与实测的疲劳裂纹扩展寿命基本吻合。

关键词：模态频率剩余寿命悬臂梁

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电机定子振动模态频率分裂特性分析

振动工程学报 2023年第4期36卷 953-962页

作者：徐港辉祝长生浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

有效抑制由电机径向电磁力激发的电机定子振动是实现电机减振降噪的一个重要途径,而对电机定子模态频率及模态振型的准确分析是抑制电机定子径向振动的基础。采用圆环的弹性力学解析模型作为电机定子振动的分析模型,对无约束状态下电机... 详细信息

有效抑制由电机径向电磁力激发的电机定子振动是实现电机减振降噪的一个重要途径,而对电机定子模态频率及模态振型的准确分析是抑制电机定子径向振动的基础。采用圆环的弹性力学解析模型作为电机定子振动的分析模型,对无约束状态下电机定子的模态进行分析,得到了电机定子径向振动模态频率和模态振型的解析解。以齿槽和底脚为典型附加结构,采用摄动法对电机定子模态频率的分裂现象进行分析,总结了频率分裂与否以及分裂阶次的判定准则。通过ANSYS有限元软件验证了理论方法和计算的有效性。结果表明,所建立的二维圆环模型可以准确、高效地应用于电机定子模态特性的分析;附加结构的分布形式对定子频率分裂特性具有重要的影响。

关键词：电机定子模态频率模态振型圆环模型频率分裂

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扭力梁横梁结构参数对模态频率的影响分析

湖南大学学报（自然科学版） 2018年第10期45卷 17-23页

作者：周兵李泉辉吴晓建湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

作为扭力梁的关键组成部分,横梁对扭力梁模态频率有着重要影响,为从本质上探究横梁结构大变形下对模态频率的作用机理,以在概念设计阶段为扭力梁结构提供设计参考,开展了扭力梁横梁结构参数对模态频率的影响分析.将扭力梁模型抽象为具... 详细信息

作为扭力梁的关键组成部分,横梁对扭力梁模态频率有着重要影响,为从本质上探究横梁结构大变形下对模态频率的作用机理,以在概念设计阶段为扭力梁结构提供设计参考,开展了扭力梁横梁结构参数对模态频率的影响分析.将扭力梁模型抽象为具有定性特点的简化模型,采用Hypermesh建立了相应有限元模型;选取横梁水平位置、开口方向以及开口角度大小等横梁主要参数作为研究对象,采用Hypormorph网格变形以及模型重建的方法改变横梁结构参数,分析了这些参数对扭力梁扭转以及垂直弯曲模态频率的影响规律,得到了以上横梁参数与相关模态频率的特性关系曲线.结果表明:扭力梁模态频率随着横梁开口角度的增大呈线性递减,随着横梁开口方向的改变其各阶模态频率呈正弦变化,以及横梁在远离衬套后会使扭力梁各阶模态频率呈下降趋势.根据扭力梁作用机理分析上述结论,对扭力梁简化模型进行了优化,在不改变横梁质量的情况下,仅优化上述三项横梁结构参数即可较大幅度提高扭力梁模态频率,有效论证了作用机理分析的准确性.

关键词：扭力梁模态频率网格变形横梁结构参数

基于模态频率和有效模态质量的有限元模型修正

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振动与冲击 2012年第24期31卷 69-73,81页

作者：张保强陈国平郭勤涛厦门大学航空系厦门361005 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 南京航空航天大学机电学院南京210016

提出一种同时使用模态频率和有效模态质量作为目标量的残差进行结构动力学有限元模型修正的新方法。有效模态质量不但可以为结构动力学分析提供一种判断振动模态重要程度的方法,而且能够为有限元模型修正提供更多的信息量。介绍了基于... 详细信息

提出一种同时使用模态频率和有效模态质量作为目标量的残差进行结构动力学有限元模型修正的新方法。有效模态质量不但可以为结构动力学分析提供一种判断振动模态重要程度的方法,而且能够为有限元模型修正提供更多的信息量。介绍了基于灵敏度分析的模型修正实现过程以及有效模态质量的概念,推导了有效模态质量对设计参数的灵敏度,在此基础上采用仿真算例验证了所提出方法的正确性和有效性。仿真结果显示所有修正参数都回到了设定的目标值,即使当模态频率和有效模态质量等特征量都存在5%的高斯白噪声时,修正后在修正频段内特征量的均方误差都小于0.4%。研究表明,基于模态频率和有效模态质量的结构动力学有限元模型修正是有效可行的。

关键词：结构动力学模型修正有效模态质量模态频率灵敏度分析

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桥梁模态频率异常变化的概率检测方法及例证

振动工程学报 2015年第6期28卷 887-895页

作者：邓扬李爱群刘扬长沙理工大学土木与建筑学院湖南长沙410004 现代公路交通基础设施先进建养技术湖南省协同创新中心湖南长沙410004 东南大学土木工程学院江苏南京210096

针对实测模态频率的随机性,提出了基于概率统计理论的桥梁结构模态频率异常变化的检测方法。建立桥梁实测模态频率与结构温度的BP神经网络模型,进而消除温度对模态频率的影响,在此基础上采用核密度估计方法得到消除温度影响模态频率的... 详细信息

针对实测模态频率的随机性,提出了基于概率统计理论的桥梁结构模态频率异常变化的检测方法。建立桥梁实测模态频率与结构温度的BP神经网络模型,进而消除温度对模态频率的影响,在此基础上采用核密度估计方法得到消除温度影响模态频率的累积分布函数,然后采用标准正态分布的逆函数将累积分布函数转换为Q统计量,最后利用Q统计量建立用于频率异常检测的均值控制图。假设检验结果表明:Q统计量服从正态分布,从而解决了消除温度影响后的模态频率仍非正态的问题,满足了控制图对随机变量正态性的要求。分析结果表明,基于控制图的概率检测方法对桥梁模态频率的异常数据具有良好的敏感性。该方法可为大跨度桥梁健康监测数据的分析与应用提供参考。

关键词：结构健康监测模态频率桥梁结构控制图核密度估计

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机械谐振式热声制冷机模态频率研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2007年第9期35卷 34-37页

作者：张晓青柳玉林丁国忠蒋华华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

研究了一种机械谐振式热声制冷机结构,建立了装置机械谐振系统的二维模型,从振动方程中分析获得了系统的模态频率关系,同时研究了振动质量、机械和气体弹簧、腔体尺寸以及工作压力等参数对模态频率的影响.研究结果显示系统存在两个模态... 详细信息

研究了一种机械谐振式热声制冷机结构,建立了装置机械谐振系统的二维模型,从振动方程中分析获得了系统的模态频率关系,同时研究了振动质量、机械和气体弹簧、腔体尺寸以及工作压力等参数对模态频率的影响.研究结果显示系统存在两个模态频率,且频率随谐振参数的变化出现分岔.通过对谐振参数的设计和调节,装置可以获得所需的特性和谐振频率.

关键词：热声制冷机机械谐振模态频率谐振参数