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失谐叶盘振动模态局部化定量描述方法 被引量:22
1
作者 王建军 于长波 +1 位作者 姚建尧 李其汉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期457-461,473,共6页
基于实际叶盘结构失谐振动模态局部化的基本特性和物理含义,提出了三种模态振型局部化程度三定量描述方法,并利用这三种模态局部化因子进行了典型叶盘结构失谐振动模态局部化程度的定量确定。讨论了典型叶盘结构失谐振动模态特性。分析... 基于实际叶盘结构失谐振动模态局部化的基本特性和物理含义,提出了三种模态振型局部化程度三定量描述方法,并利用这三种模态局部化因子进行了典型叶盘结构失谐振动模态局部化程度的定量确定。讨论了典型叶盘结构失谐振动模态特性。分析说明和实例计算表明,相应的局部化因子计算过程简单、物理意义明确,可以有效定量确定实际叶盘结构的叶片失谐导致振动模态产生局部化的程度。 展开更多
关键词 失谐叶盘结构 振动模态局部化 三种模态局部化因子
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频率转向特征对失谐叶盘模态局部化的作用 被引量:18
2
作者 王红建 贺尔铭 赵志彬 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期82-85,共4页
基于叶盘集中参数模型,分析了叶片刚度失谐对频率转向区内的系统固有频率及叶片模态振型的影响,提出了一个描述模态局部化程度的参数,仿真研究了频率转向特征对失谐叶盘模态局部化程度的作用规律。研究表明,频率转向曲线之间关于节径的... 基于叶盘集中参数模型,分析了叶片刚度失谐对频率转向区内的系统固有频率及叶片模态振型的影响,提出了一个描述模态局部化程度的参数,仿真研究了频率转向特征对失谐叶盘模态局部化程度的作用规律。研究表明,频率转向曲线之间关于节径的最小间隙(转向频率间隙)是反映频率转向特征的重要参数,并存在一个转向频率间隙的极小值点,在该极值点附近,频率转向区内的模态对叶片失谐非常敏感,并会导致模态局部化程度剧烈变化。 展开更多
关键词 叶盘 固有频率 转向特征 失谐 模态局部化
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失谐叶片-轮盘结构振动模态局部化问题的研究 被引量:12
3
作者 胡超 李凤明 +1 位作者 邹经湘 黄文虎 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第11期189-194,共6页
该文对失谐叶片-轮盘结构系统的振动模态局部化问题进行了分析研究。将叶片模拟为固定在轮盘上的悬臂梁结构,采用Hamilton变分原理和Galerkin方法,导出了结构系统的运动方程表达式。将运动方程化为状态方程,求解本征值问题获得结构系统... 该文对失谐叶片-轮盘结构系统的振动模态局部化问题进行了分析研究。将叶片模拟为固定在轮盘上的悬臂梁结构,采用Hamilton变分原理和Galerkin方法,导出了结构系统的运动方程表达式。将运动方程化为状态方程,求解本征值问题获得结构系统的特征向量解。作为算例,计算了一个具有16个叶片的叶片-轮盘结构系统的模态振型,得到了失谐结构的局部化的振动模态,同时分析了叶片的失谐量、轮盘的转速以及围带的位置半径对叶片振动 模态局部化的影响。失谐叶片-轮盘结构中存在振动模态的局部化现象,无量纲转速对振动模态局部化有很大影响,局部化程度随着叶片失谐量的增加而增强。 展开更多
关键词 汽轮发电机 失谐叶片-轮盘结构 振动 模态局部化
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模态局部化及频率曲线转向现象研究的几何理论 被引量:10
4
作者 刘济科 赵令诚 方同 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第4期311-315,共5页
根据复平面映射理论,详细讨论了结构振动系统的固有频率曲线在复平面的几何特点.研究表明,频率曲线重合和转向现象实际上可进行统一的几何描述.复参数平面中支点的形成是解释局部化现象和曲线转向现象的基础.利用近频摄动理论中的... 根据复平面映射理论,详细讨论了结构振动系统的固有频率曲线在复平面的几何特点.研究表明,频率曲线重合和转向现象实际上可进行统一的几何描述.复参数平面中支点的形成是解释局部化现象和曲线转向现象的基础.利用近频摄动理论中的缩聚方法将系统降维,大大拓宽了这一几何方法的使用范围.计算实例验证了理论分析所得的结果.该文是对M.S,Tri-antafyllou等近期工作的改进与推广. 展开更多
关键词 复平面映射 模态局部化 频率曲线 结构振动
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空间结构模态局部化和跃迁现象及分析 被引量:6
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作者 闫维明 王卓 何浩祥 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1624-1629,共6页
对空间结构模态局部化和跃迁现象进行了研究.通过某空间结构平面子结构的模态分析算例,证明了模态局部化和跃迁现象的存在.利用矩阵摄动理论揭示了2种现象的发生机理,得到空间结构模态局部化和跃迁现象发生的内因是结构自振频率的密集分... 对空间结构模态局部化和跃迁现象进行了研究.通过某空间结构平面子结构的模态分析算例,证明了模态局部化和跃迁现象的存在.利用矩阵摄动理论揭示了2种现象的发生机理,得到空间结构模态局部化和跃迁现象发生的内因是结构自振频率的密集分布,外因是结构物理参数的微小变化.并阐述了2种现象对空间结构抗震计算和损伤识别的重要影响.指出忽略模态局部化现象进行的网壳结构抗震计算可能是偏于不安全的,掌握并利用好模态局部化和蹶迁现象,可能成为解决网壳结构损伤识别问题的一条有效途径。 展开更多
关键词 空间结构 模态分析 模态局部化 模态跃迁 摄动理论 抗震 损伤识别
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模态局部化对T尾颤振特性的影响 被引量:8
6
作者 杨飞 杨智春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期1-4,共4页
模态局部化是弱耦合对称结构中一种不可预期的动力学现象。作为典型的工程对称结构,飞机T尾结构的地面振动试验中通常会发生强烈的模态局部化现象,使得T尾结构模态局部化研究成为T尾结构设计中一个重要的问题。基于失调T尾结构的气动弹... 模态局部化是弱耦合对称结构中一种不可预期的动力学现象。作为典型的工程对称结构,飞机T尾结构的地面振动试验中通常会发生强烈的模态局部化现象,使得T尾结构模态局部化研究成为T尾结构设计中一个重要的问题。基于失调T尾结构的气动弹性特性,提出了T尾颤振失调设计的概念,然后分析了平尾翼尖的质量失调设计和平尾根部的刚度失调设计,及其失调产生的模态局部化对T尾颤振特性的影响。算例结果表明:(1)失调产生的模态局部化对T尾结构的固有频率和振型产生较大影响。(2)在质量正失调时,T尾结构的模态局部化可以提高T尾颤振速度,而质量负失调时,T尾结构的模态局部化会降低T尾颤振速度。 展开更多
关键词 T尾 模态局部化 局部 失调 颤振 固有频率
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T尾结构振动的模态局部化判据研究 被引量:6
7
作者 杨智春 杨飞 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期290-299,共10页
用峰值振幅比定义局部化度,用平尾刚度与垂尾刚度的比值定义耦合度.基于T尾结构的质量失调模型,从模态峰值振幅比、失调耦合比、常规摄动和近频摄动4个角度,提出4个不同的局部化判据来预测T尾结构模态局部化的发生.对一个T尾结构模型局... 用峰值振幅比定义局部化度,用平尾刚度与垂尾刚度的比值定义耦合度.基于T尾结构的质量失调模型,从模态峰值振幅比、失调耦合比、常规摄动和近频摄动4个角度,提出4个不同的局部化判据来预测T尾结构模态局部化的发生.对一个T尾结构模型局部化振动的数值分析结果表明:(1)T尾结构系统一般具有弱耦合性,小量的失调就可以使T尾结构发生模态局部化;(2)T尾结构一旦发生模态局部化,不但使对称一弯模态和反对称一弯模态的振型发生较大改变,而且其模态频率也将改变,模态频率的改变在失调量的正负区间内具有唯一性;(3)算例验证了4个模态局部化判据的可行性和有效性,为T尾结构的模态局部化分析和设计提供了依据. 展开更多
关键词 T尾 模态局部化 失调 耦合 摄动 预测判据
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失谐大型天线结构的振动模态局部化研究 被引量:4
8
作者 刘相秋 王聪 +1 位作者 王威远 邹振祝 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1756-1760,1803,共6页
缠绕肋碟型星载天线属于典型的弱耦合周期结构,针对小量失谐的缠绕肋碟型星载天线振动模态局部化现象进行了研究,建立了该类天线结构的动力学模型。利用该理论方法进行动力学分析,建模简单,计算快捷。同时利用理论方法和ANSYS对算例结... 缠绕肋碟型星载天线属于典型的弱耦合周期结构,针对小量失谐的缠绕肋碟型星载天线振动模态局部化现象进行了研究,建立了该类天线结构的动力学模型。利用该理论方法进行动力学分析,建模简单,计算快捷。同时利用理论方法和ANSYS对算例结构进行了计算,结果表明:小量的失谐即会导致结构产生明显的局部共振;且两种计算结果取得较好的一致性,无量纲化频率误差小于3%。 展开更多
关键词 缠绕肋碟型天线 动力学模型 失谐 周期结构 模态局部化
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失调耦合梁的模态局部化和频率轨迹转向现象 被引量:2
9
作者 徐伟华 吕中荣 刘济科 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期9-12,20,共5页
用有限元分析方法研究了由横向和扭转弹簧耦合的两条欧拉-伯努利梁在引入了物理参数(如杨氏模量)的不对称小失调后产生的模态局部化和频率轨迹转向现象,同时也研究了由于弹性支承的失调而产生的振动模态局部化现象。研究表明弱耦合系统... 用有限元分析方法研究了由横向和扭转弹簧耦合的两条欧拉-伯努利梁在引入了物理参数(如杨氏模量)的不对称小失调后产生的模态局部化和频率轨迹转向现象,同时也研究了由于弹性支承的失调而产生的振动模态局部化现象。研究表明弱耦合系统的不对称失调会导致模态局部化和频率轨迹转向现象的出现。 展开更多
关键词 有限元 耦合梁 失调 模态局部化
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变质量密度简支梁横向振动的模态局部化 被引量:6
10
作者 沈浩 张若京 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2004年第1期118-123,共6页
结构动力学领域的模态局部化现象最早由Hodges发现,主要发生在周期结构中,例如螺旋桨之类的循环对称结构、连续梁以及通信天线等大型空间桁架结构。发生模态局部化现象时,振动能量集中于结构局部,容易造成结构破坏。实际上,模态局部化... 结构动力学领域的模态局部化现象最早由Hodges发现,主要发生在周期结构中,例如螺旋桨之类的循环对称结构、连续梁以及通信天线等大型空间桁架结构。发生模态局部化现象时,振动能量集中于结构局部,容易造成结构破坏。实际上,模态局部化现象已经造成了一些损害,特别是在航空航天领域。目前研究模态局部化现象时主要采用简单模型,例如周期分布的弹簧质量系统、均匀连续梁。O.O.Bendiksen研究了密度周期分布杆的纵向和扭转振动,求解了该问题的控制方程Mauthieu方程。本文基于Floquet解用Fourier级数法求解了变质量密度简支梁的横向振动问题,得到了固有频率和模态,并观察到了固有频率分组现象和模态局部化现象。求解特征值问题的过程中应用了连分式技术。有效的提高了计算精度。 展开更多
关键词 模态局部化 连分式 Floquet解 FOURIER级数 变质量密度简支梁 横向振动 结构动力学 固有频率
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基于模态局部化和跃迁的网壳结构损伤指标 被引量:2
11
作者 王卓 闫维明 叶列平 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期440-445,共6页
由于模态局部化和模态跃迁使结构损伤前后的振型产生较大差别,二者间的相关性发生较大程度的弱化,基于这一事实,利用结构的振型相关系数,构造出一种对网壳结构局部损伤具有高敏感性的损伤特征向量。该向量构造简单,仅使用少数振型和少... 由于模态局部化和模态跃迁使结构损伤前后的振型产生较大差别,二者间的相关性发生较大程度的弱化,基于这一事实,利用结构的振型相关系数,构造出一种对网壳结构局部损伤具有高敏感性的损伤特征向量。该向量构造简单,仅使用少数振型和少量的测试自由度。通过一个网壳结构的算例分析,对所提出的损伤特征向量的性质进行了检验。结果表明,该向量不仅具有较好的空间可分辨性、损伤敏感性和噪声鲁棒性,并且对结构有限元模型误差具有一定的适应性。 展开更多
关键词 网壳结构 模态局部化 模态跃迁 损伤特征向量 模式匹配 损伤诊断
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弱耦镜像对称工程结构模态局部化度结构参数表征 被引量:3
12
作者 苏继龙 陈敬焴 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期118-121,共4页
模态局部化现象对弱耦镜像对称工程结构的动态分析与主动设计至关重要。基于小参数摄动理论,针对由左右两个完全相同但在几何上互为镜像的子结构所组成失调对称结构,用峰值振幅比定义模态局部化度,重点建立了预测模态局部化发生的定量... 模态局部化现象对弱耦镜像对称工程结构的动态分析与主动设计至关重要。基于小参数摄动理论,针对由左右两个完全相同但在几何上互为镜像的子结构所组成失调对称结构,用峰值振幅比定义模态局部化度,重点建立了预测模态局部化发生的定量判据。该判据确立了局部化度的具体数值与结构的几何、质量及弹性等参数之间的直接影响关系。以此为依据,可实现通过失调量的主动设计达到灵活控制模态局部化强弱程度的目的。对一个弱耦近频对称结构的单边刚度失调模型的局部化振动的数值分析结果表明:(1)联结刚度失调产生的模态局部化对失调对称结构的振型将产生显著的影响;(2)验证了所提出的模态局部化定量判据及局部化度的结构参数表征的可行性和有效性。 展开更多
关键词 模态局部化 局部 失调 判据
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不可压缩流中非对称板状结构模态局部化分析的摄动法 被引量:3
13
作者 鲁丽 杨翊仁 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期88-93,共6页
本文研究一个两跨板状简单模型在不可压缩流中振动时的固有动特性。应用假设模态法建立系统的运动微分方程。应用摄动法着重考虑了结构的长度非对称及扭转刚度非对称对系统模态局部化程度的影响。结果表明,二阶摄动理论能很好地用于计... 本文研究一个两跨板状简单模型在不可压缩流中振动时的固有动特性。应用假设模态法建立系统的运动微分方程。应用摄动法着重考虑了结构的长度非对称及扭转刚度非对称对系统模态局部化程度的影响。结果表明,二阶摄动理论能很好地用于计算该系统的动态特性。水的耦合作用对上、下板模态局部化现象的影响有差异。长度非对称参数是导致结构模态产生局部化现象的主要原因。扭簧刚度扰动也对结构模态局部化现象有较大影响。 展开更多
关键词 板状结构 不可压缩粘性流 动态特性 模态局部化 非对称参数
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级间接触耦合的失谐叶盘模态局部化问题研究 被引量:2
14
作者 王艾伦 陈金波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期46-49,共4页
基于有限元实体建模方法,建立了燃气轮机拉杆转子中两级叶盘系统有限元模型,分析比较了有无级间接触耦合作用下叶盘系统的模态特性,重点研究了轮盘级间接触耦合效应对叶盘系统频率转向特性的影响。研究表明,级间接触耦合作用下出现了叶... 基于有限元实体建模方法,建立了燃气轮机拉杆转子中两级叶盘系统有限元模型,分析比较了有无级间接触耦合作用下叶盘系统的模态特性,重点研究了轮盘级间接触耦合效应对叶盘系统频率转向特性的影响。研究表明,级间接触耦合作用下出现了叶盘耦合振动的复杂振动形式,振动能量不再局限于单级叶盘;级间耦合作用导致叶盘系统的频率转向特性发生改变,频率转向区内的模态不再高度密集,降低了叶盘系统对失谐的敏感度。建立了叶片刚度失谐的两级叶盘系统有限元模型并进行模态分析,结果显示失谐叶盘系统模态局部化程度较低。 展开更多
关键词 叶盘 级间接触耦合 频率转向 失谐 模态局部化
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网壳结构模态局部化现象的试验检验 被引量:1
15
作者 王卓 闫维明 何浩祥 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期682-688,728,共7页
通过一个凯维特型单层球面网壳结构的缩尺模型试验,对网壳结构的模态局部化现象进行研究。定义了模态局部化现象的定量描述指标,试验中通过附加节点质量和削弱杆件截面构造结构物理参数发生改变的工况,采用准确度高的试验模态分析法对... 通过一个凯维特型单层球面网壳结构的缩尺模型试验,对网壳结构的模态局部化现象进行研究。定义了模态局部化现象的定量描述指标,试验中通过附加节点质量和削弱杆件截面构造结构物理参数发生改变的工况,采用准确度高的试验模态分析法对各工况下的结构进行模态测试,随机测取了3个结构模态,对各种工况下这3个结构模态的振型变化和局部化情况进行了分析。结果表明,网壳结构物理参数的小量变化可能引起某些结构振型发生比较明显的变化和局部化,在进行网壳结构的抗震计算和损伤识别时有必要考虑模态局部化的影响。 展开更多
关键词 网壳结构 模态局部化 振型相关系数 振型局部系数
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失谐挖掘器的模态局部化研究
16
作者 张功学 刘澜 +1 位作者 李松锋 张可欣 《农机化研究》 北大核心 2016年第3期69-74,共6页
基于土壤液化原理的荸荠采收船是集挖掘、清洗、装箱于一体的荸荠采收设备,可大大提高荸荠的采收效率,其核心结构是挖掘器。挖掘器的挖掘齿和振松齿周期分布在筒体上,即挖掘器是周期对称结构。但因各种因素,实际上的挖掘器并不是理想化... 基于土壤液化原理的荸荠采收船是集挖掘、清洗、装箱于一体的荸荠采收设备,可大大提高荸荠的采收效率,其核心结构是挖掘器。挖掘器的挖掘齿和振松齿周期分布在筒体上,即挖掘器是周期对称结构。但因各种因素,实际上的挖掘器并不是理想化的周期对称结构,而是存在小量失谐的类周期结构,即失谐周期结构,失谐使结构出现模态局部化现象。为此,分别建立了质量失调和刚度失调有限元模型,用ANSYS Workbench分别研究了质量失调和刚度失调对挖掘器振动特性的影响。结果表明:挖掘器微小的失调量会产生模态局部现象,且对各阶模态影响程度不同。 展开更多
关键词 挖掘器 ANSYS WORKBENCH 结构失调 模态局部化
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含整圈拉筋叶盘系统模态局部化问题研究
17
作者 王艾伦 黄强 《机械设计》 CSCD 北大核心 2013年第1期19-23,共5页
建立了含整圈拉筋叶盘系统有限元实体模型,对比分析了有无拉筋叶盘系统的固有特性和模态振型,揭示了整圈拉筋对叶盘系统固有频率及模态局部化的影响规律。研究表明,由于整圈拉筋的存在增大了叶片间的耦合强度,使得叶盘系统固有频率增大... 建立了含整圈拉筋叶盘系统有限元实体模型,对比分析了有无拉筋叶盘系统的固有特性和模态振型,揭示了整圈拉筋对叶盘系统固有频率及模态局部化的影响规律。研究表明,由于整圈拉筋的存在增大了叶片间的耦合强度,使得叶盘系统固有频率增大,系统的模态分布不再高度密集,且弱化了离心载荷对叶盘系统的应力刚化效应;整圈拉筋的存在导致叶盘系统频率转向特性曲线的相对频率间隙增大,降低了叶盘系统对失谐的敏感度,使得叶盘系统的模态局部化程度减小。 展开更多
关键词 整圈拉筋 叶盘 频率转向 失谐 模态局部化
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控制面模态局部化研究
18
作者 杨翊仁 倪樵 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1996年第3期320-326,共7页
本文采用小参数展开法讨论非对称控制面结构的模态局部化现象。着重考察各非对称参数对结构模态局部化的影响。
关键词 结构分析 非对称结构 模态局部化
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大型离心叶轮振动模态局部化特性研究 被引量:3
19
作者 赵问银 张家忠 周成武 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期699-704,775,共6页
为了研究目前工程中大型流体机械离心叶轮出现的局部疲劳破坏的机理,基于现有的有限元分析方法,结合模态分析等动力学理论以及叶轮所承受的气流激励,对其动力学特性进行了研究。着重研究了离心叶轮这类周期循环对称性结构具有的不同于... 为了研究目前工程中大型流体机械离心叶轮出现的局部疲劳破坏的机理,基于现有的有限元分析方法,结合模态分析等动力学理论以及叶轮所承受的气流激励,对其动力学特性进行了研究。着重研究了离心叶轮这类周期循环对称性结构具有的不同于非周期循环结构的特殊动力学性质以及该特殊的动力学特性与叶轮疲劳破坏的联系。研究发现其存在频率通带(passbands)、频率禁带(stopbands)现象,并出现了振动模态局部化现象。另外,叶轮的动力学特性对其周期性结构失谐特别敏感,该类失谐可来自由制造误差、材料和使用中磨损出现的不均匀等多种因素。对于协调结构,在一定条件下(如系统具有高密集模态),很小的失谐量(1%)就可使结构振动模态产生急剧变化,从而出现振动模态局部化现象。对于所研究的机组,当进口预旋器导致的流体激振频率(1166.7Hz)接近叶轮的由第12阶~18阶固有频率组成的禁带(1020.3~1054.5 Hz)时,数值分析结果显示叶片进口部位出现了振幅较大的振动,与该机组实际破坏的部位相符。研究结果表明所使用的振动模态局部化分析方法能够揭示叶轮发生疲劳破坏的原因,即是一类共振型疲劳破坏现象。 展开更多
关键词 离心叶轮 循环周期性结构 有限单元法 振动模态局部化
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含张力绳网伞状天线模态局部化研究 被引量:1
20
作者 王朋朋 王波 +1 位作者 郑士昆 师甜 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期231-236,共6页
伞状天线属于典型的循环周期结构,天线肋为复合材料制件,其在尺寸、刚度、质量等方面的加工制作误差是客观存在的,天线肋之间的不一致会导致天线的模态局部化。模态局部化会影响天线的型面保持能力,同时对天线结构的健康带来隐患,因此... 伞状天线属于典型的循环周期结构,天线肋为复合材料制件,其在尺寸、刚度、质量等方面的加工制作误差是客观存在的,天线肋之间的不一致会导致天线的模态局部化。模态局部化会影响天线的型面保持能力,同时对天线结构的健康带来隐患,因此抑制天线肋的模态局部化是伞状天线设计中不可忽视的问题。结合某型号伞状天线的研制,进行了含张力绳伞状天线结构的动力学理论推导,在天线肋刚度测试的基础上进行了天线结构的模态局部化仿真分析和试验。分析及试验结果显示,在张力绳刚度达到3.0N/mm后,天线结构由弱耦合系统转换为强耦合系统,天线肋的模态局部化得到有效控制。 展开更多
关键词 模态局部化 伞状天线 振动抑制 复合材料
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