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欧拉—伯努利梁在移动载荷作用下的等效方法 预览
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作者 汪宏斌 王志浩 《环境技术》 2019年第2期94-96,112共4页
本文详细地介绍了欧拉—伯努利梁横向振动的数学模型与其在移动载荷作用下的模拟方法。以简支梁为例,首先简要叙述了梁的横向模态。然后详细叙述梁在移动载荷作用下不同模态的响应,得到了一阶模态振动为主要响应的重要结论。由于在实验... 本文详细地介绍了欧拉—伯努利梁横向振动的数学模型与其在移动载荷作用下的模拟方法。以简支梁为例,首先简要叙述了梁的横向模态。然后详细叙述梁在移动载荷作用下不同模态的响应,得到了一阶模态振动为主要响应的重要结论。由于在实验室模拟移动载荷的成本较高、难度较大,当只考虑一阶模态响应时,通过定点周期载荷将移动载荷进行等效。本文研究对于在实验室近似模拟欧拉—伯努力梁在移动载荷作用下的真实响应具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 欧拉-伯努利梁 简支梁 模态响应 移动载荷 等效载荷方法
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基于结构动态响应的载荷识别研究 预览
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作者 李旭娟 缪炳荣 +1 位作者 李国芳 史艳民 《机械制造与自动化》 2018年第1期93-96,共4页
研究了基于系统动态响应来识别结构输入力的求解方法。分析实例悬臂梁结构的结构动力学方程以及物理数学方程,通过MATLAB仿真算例进行特征值求解,模态响应以及动态响应研究,对比有限元分析获得结构的响应结果;利用系统动态响应进行... 研究了基于系统动态响应来识别结构输入力的求解方法。分析实例悬臂梁结构的结构动力学方程以及物理数学方程,通过MATLAB仿真算例进行特征值求解,模态响应以及动态响应研究,对比有限元分析获得结构的响应结果;利用系统动态响应进行傅里叶变换和傅里叶逆变换得到输入力的时域形式,对获得的载荷结果进行识别算法分析,并且对比结构的输入力载荷。识别结果表明,这种方法对于正弦波输入力具有良好的识别效果,误差达到0.09%,能为二维结构,甚至三维结构载荷识别提供参考。 展开更多
关键词 悬臂梁 模态响应 动态响应 逆问题 载荷识别
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多工况下油罐车罐体的轻量化设计 预览
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作者 李雪瑞 段书用 刘桂荣 《北京理工大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第A01期15-19,共5页
油罐车罐体约占整车质量的12%~24%,对其进行轻量化设计对降低发动机油耗、提高油罐车的操控稳定性等至关重要.然而,金属罐体结构已趋成熟,基于通用金属材料性能及其对应结构层面上的优化已难以满足当前高性能轻量化油罐车的需求.考虑到... 油罐车罐体约占整车质量的12%~24%,对其进行轻量化设计对降低发动机油耗、提高油罐车的操控稳定性等至关重要.然而,金属罐体结构已趋成熟,基于通用金属材料性能及其对应结构层面上的优化已难以满足当前高性能轻量化油罐车的需求.考虑到油罐车多工况工作条件,以及复合材料优异的力学性能和可设计性强的特性,构建了一种新型轻质复合材料罐体结构.基于参数化建模方法构建罐体的三维模型,并通过数值模拟方法详细研究罐体在静态和动态条件下的应力分布情况.通过模态分析来确定罐体的主要基本阶的固有频率和相应振型,为发动机选型提供参考依据.结果表明,在满足多工况性能要求的前提下,复合材料模型质量比钢材降低了64.1%,比铝材降低了19.8%. 展开更多
关键词 油罐车罐体 复合材料 结构轻量化 多工况 模态响应
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动车组转向架构架结构型式评价方法
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作者 王建斌 宋烨 邬平波 《机械工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第18期140-145,共6页
转向架构架是动车组走行部主要承载部件,疲劳强度与轻量化是结构设计的核心内容。以国内主型动车组箱梁型和管梁型构架进行对比研究,通过刚柔耦合车辆动力学仿真及应变寿命疲劳损伤计算,比较轨道三角坑冲击、高速直线运行和低速曲线通... 转向架构架是动车组走行部主要承载部件,疲劳强度与轻量化是结构设计的核心内容。以国内主型动车组箱梁型和管梁型构架进行对比研究,通过刚柔耦合车辆动力学仿真及应变寿命疲劳损伤计算,比较轨道三角坑冲击、高速直线运行和低速曲线通过三种典型车辆运行状态下的构架模态振动响应、应变能及疲劳损伤量。根据构架的承载类型,计算构架弹性变形的模态贡献量及对应的应变能分量,提出了应变能质量比作为材料综合利用率的评价方法,用以量化结构的抗疲劳和轻量化设计水平。采用该指标系统评价了两种构架的结构型式:箱梁型构架的垂向刚度低于管梁型构架,垂向弯曲变形量较大的区域如侧梁底部其静态应变能质量比高于管梁型构架;箱梁型构架扭转刚度高于管梁型构架,扭转变形较大的区域如横梁与侧梁的连接位置其动态应变能质量比要小于管梁型构架。提出合理优化质量分布以提高构架主载荷模态频率、降低应变能质量比为目标的结构设计与评价方法。 展开更多
关键词 动车组 转向架构架 模态响应 结构型式
基于空间多点悬挂机载云台的轻量化设计分析 被引量:1
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作者 李创 郗小鹏 +1 位作者 耿动梁 吴宏宇 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2017年第1期194-197,共4页
多轴增稳云台作为小型无人飞行器载荷系统重要的组成单元,小型化、轻量化与高集成化是云台设计发展的基本趋势之一。提出了一种基于空间多点悬挂、多轴系框架闭环的云台系统轻量化设计方法,分析了封闭环架多点自由度约束设计模型,通过... 多轴增稳云台作为小型无人飞行器载荷系统重要的组成单元,小型化、轻量化与高集成化是云台设计发展的基本趋势之一。提出了一种基于空间多点悬挂、多轴系框架闭环的云台系统轻量化设计方法,分析了封闭环架多点自由度约束设计模型,通过载荷的力矩计算,创建了云台系统的轻量化模型。通过有限元力学建模仿真,结合多旋翼无人飞行器的振动特性,与实验相结合,分析了云台系统的振动特性和随着载荷重量改变的模态响应,验证了系统设计的可行性和稳定性,为云台系统的轻量化设计提供了理论参考。 展开更多
关键词 增稳云台 轻量化 多点悬挂 力学仿真 模态响应
基于ANSYS Workbench车用柴油发动机曲轴强度有限元分析 预览 被引量:1
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作者 刘大龙 李稳迪 +2 位作者 张瑞 杨锦旗 施伟辰 《汽车零部件》 2017年第10期20-24,共5页
曲轴是发动机主要的零部件之一,对发动机的整体可靠性及寿命都有很大的影响。利用SolidWorks软件建立某六缸车用柴油发动机曲轴3D实体模型,并基于ANSYS Workbench软件对曲轴进行有限元分析。对整体曲轴进行模态响应分析,得到其固有频率... 曲轴是发动机主要的零部件之一,对发动机的整体可靠性及寿命都有很大的影响。利用SolidWorks软件建立某六缸车用柴油发动机曲轴3D实体模型,并基于ANSYS Workbench软件对曲轴进行有限元分析。对整体曲轴进行模态响应分析,得到其固有频率和固有振型。在低频状态下,曲轴主要发生弯曲变形;在高频状态下,曲轴主要发生伸缩扭转变形。随着频率增大,曲轴连杆轴颈与曲柄臂的连接处和主轴径与曲柄臂过渡圆角连接处的伸缩扭转变形越大,为曲轴的危险区域。以模态分析结果作为参考,重点分析了每个气缸在最大拉压工况下的应力分布,并校核了其疲劳安全系数。最终结果表明,此曲轴强度满足设计要求。 展开更多
关键词 柴油发动机曲轴 有限元分析 模态响应 疲劳安全系数
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快速独立分量分析法识别结构模态参数研究 预览 被引量:1
7
作者 刘文波 常军 +1 位作者 胡皞 巩文龙 《动力学与控制学报》 2016年第4期379-384,共6页
采用快速独立分量分析(FastICA)算法,快速、准确地识别结构模态参数.该算法以模态响应之间的独立性为依据构建出目标函数,并以此目标函数为基准采用ICA算法对结构输出信号进行分离,而得到结构振型向量.进而通过单模态识别技术-希尔伯... 采用快速独立分量分析(FastICA)算法,快速、准确地识别结构模态参数.该算法以模态响应之间的独立性为依据构建出目标函数,并以此目标函数为基准采用ICA算法对结构输出信号进行分离,而得到结构振型向量.进而通过单模态识别技术-希尔伯特(Hilbert)变换,识别出结构的频率和阻尼比.最后通过白噪声激励下六层框架结构的模态参数识别,验证了快速独立分量分析算法识别结构模态参数的可行性和鲁棒性. 展开更多
关键词 快速独立分量算法 模态参数识别 模态响应 目标函数 希尔伯特变换
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基于Hilbert-Huang变换与理想带通滤波器的系统识别 预览 被引量:1
8
作者 王其昂 吴子燕 刘露 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1065-1070,共6页
针对经验模态分解存在模态混叠现象,提出基于Hilbert-Huang变换与理想带通滤波器的系统识别方法。该方法利用傅里叶变换得到结构加速度响应频响函数,粗略估计固有频率范围,通过半功率带宽法设计理想带通滤波器,定量化确定通带带宽,使信... 针对经验模态分解存在模态混叠现象,提出基于Hilbert-Huang变换与理想带通滤波器的系统识别方法。该方法利用傅里叶变换得到结构加速度响应频响函数,粗略估计固有频率范围,通过半功率带宽法设计理想带通滤波器,定量化确定通带带宽,使信号在经过滤波器后频域内零相移,同时不改变其幅值谱。结构响应通过指定频带的理想带通滤波器产生若干窄带信号,利用经验模态分解获取结构模态响应,经Hilbert变换构造模态响应解析信号,并通过线性最小二乘拟合提取结构模态参数与物理参数。结果表明:半功率带宽法可实现带通滤波器频带的定量化设计,理想带通滤波器的零相移特点较好契合Hilbert-Huang变换用于系统识别的要求,两者结合可有效地解决模态混叠现象,减少虚假模态,大大提高结构系统识别精度。 展开更多
关键词 系统识别 HILBERT-HUANG变换 理想带通滤波器 经验模态分解 半功率带宽法 模态响应
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基于ADAMS与ANSYS的橇装压裂设备联合仿真 预览 被引量:1
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作者 肖文生 孙汝奇 +2 位作者 岳爱丽 刘健 吴汉川 《石油机械》 2016年第10期75-79,共5页
海上橇装压裂设备在海洋平台或甲板上作业时,其周期性的载荷激励容易对其底部支撑造成损坏。为此,对橇装压裂设备的主要激励源五缸往复式柱塞泵进行动力学仿真分析,得出其在2挡产生的激振力最大,因此以2挡为例进行分析计算。采用AD... 海上橇装压裂设备在海洋平台或甲板上作业时,其周期性的载荷激励容易对其底部支撑造成损坏。为此,对橇装压裂设备的主要激励源五缸往复式柱塞泵进行动力学仿真分析,得出其在2挡产生的激振力最大,因此以2挡为例进行分析计算。采用ADAMS对压裂橇进行不同连接方案下的动力学仿真分析可知,在压裂橇底部施加8点弹性支撑时,其支撑点的受力较小且趋于稳定;将压裂橇8点弹性支撑的动态响应结果输入到ANSYS作为甲板的动态激励,分析得出甲板的响应结果符合商船振动综合评价标准。提出的减振方案及分析结果对海上橇装压裂设备的安放具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 橇装压裂设备 激振力 仿真分析 动态响应结果 模态响应
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离心泵流体激励力特性分析 预览 被引量:1
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作者 伦功仁 张朋 +1 位作者 李凯杰 扶军 《水泵技术》 北大核心 2015年第6期22-25,共4页
离心泵是一种应用广泛的通用水力机械,离心泵除了需要满足性能要求之外,同时还需满足振动噪声水平的技术要求。而对流体激励力与振动特性之间的关系有清楚的了解是解决低噪声设计问题的关键。本文首先采用叶轮系数法得出叶轮所受流体激... 离心泵是一种应用广泛的通用水力机械,离心泵除了需要满足性能要求之外,同时还需满足振动噪声水平的技术要求。而对流体激励力与振动特性之间的关系有清楚的了解是解决低噪声设计问题的关键。本文首先采用叶轮系数法得出叶轮所受流体激励力,通过有限元仿真(模拟)对泵组整体进行模态计算,给出系统固有频率;再将流体激励力通过转子施加到泵组模型上,进行机脚振动响应计算。 展开更多
关键词 离心泵 流体激励力 模态响应
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某大型公共建筑采光顶支承结构体系分析 预览
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作者 李天 张乐 银加恩 《钢结构》 2014年第10期32-35,共4页
玻璃采光顶具有丰富建筑造型、提高自然采光、节约能源等优点,其在大型公共建筑中具有广泛的应用空间.结合工程实际,在讨论玻璃采光顶特点的基础上,着重分析不同杆件分别采用不同截面时,对整体结构的受力和刚度的影响.通过对不同结构体... 玻璃采光顶具有丰富建筑造型、提高自然采光、节约能源等优点,其在大型公共建筑中具有广泛的应用空间.结合工程实际,在讨论玻璃采光顶特点的基础上,着重分析不同杆件分别采用不同截面时,对整体结构的受力和刚度的影响.通过对不同结构体系模型进行模态响应对比分析,进一步强调结构杆件截面的选择对整体结构受力影响的重要性,为实际工程中类似采光顶支承结构体系的优化设计提供参考方法,从而达到结构受力合理,刚度适中,经济可行的目的.分析结果表明:环梁、立柱及主拱梁的截面选取极大影响整体结构的受力和刚度,并且也影响采光顶的通透性;次梁、支撑截面尺寸虽对整体结构受力、刚度影响不大,但须满足经济性要求. 展开更多
关键词 采光顶 支承结构体系 结构分析 模态响应
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矩形封闭声腔壁板轻量化对声固耦合特性的影响
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作者 张军 杜宇 +1 位作者 李伟东 赵京南 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期59-67,共9页
基于模态耦合法建立了考虑对侧柔性壁板的矩形封闭腔体声固耦合模型,导出了耦合系统声振响应随柔性板材料属性及厚度变化的近似关系。通过数值仿真计算,详细分析了单柔性板-单侧激励、双柔性板-双侧激励及双柔性板-单侧激励三种情况... 基于模态耦合法建立了考虑对侧柔性壁板的矩形封闭腔体声固耦合模型,导出了耦合系统声振响应随柔性板材料属性及厚度变化的近似关系。通过数值仿真计算,详细分析了单柔性板-单侧激励、双柔性板-双侧激励及双柔性板-单侧激励三种情况下板的轻量化设计对系统声固耦合特性及腔内声压响应的影响。结果表明:对于单柔性板-单侧激励及双柔性板-双侧激励情况,低频段腔内声压主要取决于板厚,其次是杨氏模量,而与板密度关系较弱。因此使用适当增厚的轻质板可以同时达到减重和低频区降噪的目标。对于双柔性板一单侧激励情况,适当的轻量化设计可以显著增强两板间低频段振动的耦合,从而降低该频段的声腔模态响应及腔内噪音。在中高频段,增加板厚和材料密度对降低三种情况的腔内声压均有利。 展开更多
关键词 矩形封闭声腔 轻量化设计 耦合特性 壁板 数值仿真计算 柔性板 耦合系统 模态响应
预应力悬索结构的动力模型及模态响应分析 预览
13
作者 杜文学 张令心 +1 位作者 韩雪 胡明祎 《黑龙江科技学院学报》 CAS 2013年第6期581-584,共4页
为分析大跨悬索空间结构的动力反应,在两节点悬链线索单元的基础上,在大跨悬索结构中的索单元中引入压弯变形研究索径增大所引起的影响。提出了空间索单元模型,并利用Hamilton变分原理推导了索单元的运动方程,通过伪静力方法进行求... 为分析大跨悬索空间结构的动力反应,在两节点悬链线索单元的基础上,在大跨悬索结构中的索单元中引入压弯变形研究索径增大所引起的影响。提出了空间索单元模型,并利用Hamilton变分原理推导了索单元的运动方程,通过伪静力方法进行求解。以单索和张拉悬索屋盖为算例,验证了单元分析模型在分析大跨、大直径悬索结构动力性能方面的可靠性与实用性。结果表明,空间的索动力反应分析模型,可以对跨度和自重较大的预应力悬索结构的动力响应快速准确的预测,为实际工程在初期设计时提供实用参考。 展开更多
关键词 悬索结构 压弯变形 空间索单元模型 模态响应
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基于有限元的输送带模态分析 被引量:3
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作者 张元越 《煤矿机械》 北大核心 2012年第2期 91-92,共2页
长距离、大运量、高速度、大功率成为带式输送机的发展趋势。速度的提高带来了一系列问题,输送带有可能与机架等支承装置发生共振。通过对几种型号的输送带进行模态分析,详细分析了输送带的固有频率,探讨了发生共振的可能性。
关键词 有限元 模态分析 模态响应 固有频率
Can Eddy Forcing be Responsible for the Spatial Structure of the Northern Hemisphere Annular Mode?
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作者 赵南 李艳 沈新勇 《气象学报:英文版》 SCIE 2010年第5期 584-592,共9页
In order to study the origin of the spatial structure of the Northern Hemisphere Annular Mode (NAM),a linear stochastic model is constructed empirically from the output of a GCM run.Optimal stochastic forcing in terms... In order to study the origin of the spatial structure of the Northern Hemisphere Annular Mode (NAM),a linear stochastic model is constructed empirically from the output of a GCM run.Optimal stochastic forcing in terms of the maximum variance contribution,which may be potentially related to the maintenance of the NAM,is investigated.Theoretical analysis on the dominant non-modal response to the stochastic forcing shows that this dominance is jointly decided by the properties of forcing and the non-modal growth (decay).The results of computation demonstrate that the eddy forcing corresponding to the instantaneous rapid growth of the NAM,which is indicated by the instantaneous stochastic optimum,has a roughly similar but significantly different annular structure like that of the NAM.On the other hand,the eddy forcing corresponding to the stationary variance of the NAM,which is indicated by the asymptotic stochastic optimum,has a totally different structure from that of the NAM.These results,together with our general discussion on the relationship between the spatial structure of forcing and response,suggest that one should be careful when explaining the spatial structure of the NAM by that of the eddy forcing. 展开更多
关键词 空间结构 北半球 涡流 环状 随机优化 责任 大气环流模型 模态响应
桶状单晶片敏感元件的振动分析 预览 被引量:1
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作者 董天晓 李莉 +2 位作者 王丽坤 秦雷 吴炜伟 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第5期 724-727,共4页
桶状单晶片敏感元件由压电陶瓷(PZT-5)薄圆片粘贴在圆筒状金属外壳底部构成。运用有限元法,采用简化的模型对敏感元件进行振动模态仿真,分析了其结构尺寸与振动频率的关系,探讨了影响传感器工作频率的关键因素,优化了元件结构;... 桶状单晶片敏感元件由压电陶瓷(PZT-5)薄圆片粘贴在圆筒状金属外壳底部构成。运用有限元法,采用简化的模型对敏感元件进行振动模态仿真,分析了其结构尺寸与振动频率的关系,探讨了影响传感器工作频率的关键因素,优化了元件结构;对敏感元件实体进行实验测试,其1阶振动频率与仿真结果吻合较好。 展开更多
关键词 敏感元件 有限元分析 模态响应
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计算模态响应灵敏度的两种方法比较 预览 被引量:2
17
作者 吕中荣 徐伟华 刘济科 《中山大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期 1-4,共4页
从结构强迫振动的有限元方程出发,用Newmark直接积分法和状态空间法两种不同的方法计算出结构的模态响应。进一步用两种方法推导了模态响应对结构物理参数(如单元杨氏模量)的灵敏度。计算了模态位移、速度和加速度响应对单元杨氏模... 从结构强迫振动的有限元方程出发,用Newmark直接积分法和状态空间法两种不同的方法计算出结构的模态响应。进一步用两种方法推导了模态响应对结构物理参数(如单元杨氏模量)的灵敏度。计算了模态位移、速度和加速度响应对单元杨氏模量的灵敏度,并且对这两种方法的计算效率和精度进行了比较。计算结果表明两者精度相当,但状态空间法所需要的计算计时要少,比Newmark法具有较高的计算效率。因此,状态空间法更适合用于正问题分析中结构动态响应的计算。 展开更多
关键词 模态响应 状态空间 灵敏度
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调谐质量阻尼器对海洋平台的减振效果分析 预览 被引量:8
18
作者 嵇春艳 《海洋技术》 2005年第2期 114-120,共7页
目前调谐质量阻尼器(TMD)的研究和设计多数是依据结构的第一阶模态进行的,忽略了TMD对结构其它模态的影响.为了明确TMD是否会对结构的高阶模态造成不利的影响以及影响的程度,论文采用模态分析法将海洋平台-TMD系统进行模态分解,推导出... 目前调谐质量阻尼器(TMD)的研究和设计多数是依据结构的第一阶模态进行的,忽略了TMD对结构其它模态的影响.为了明确TMD是否会对结构的高阶模态造成不利的影响以及影响的程度,论文采用模态分析法将海洋平台-TMD系统进行模态分解,推导出系统各阶模态的状态空间方程.并以一海洋平台为算例,讨论TMD针对结构的某一摸态进行设计时对各阶模态响应的减振效果,仿真的结果表明TMD对设计的模态有较好的减振效果,但对平台的其它模态响应的减振幅度有限,甚至产生不利影响,使某些模态的振动响应增幅较大. 展开更多
关键词 调谐质量阻尼器 海洋平台 效果分析 状态空间方程 减振效果 模态响应 TMD系统 模态分析法 高阶模态 模态分解 导出系统 不利影响 振动响应 结构 设计
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剑杆织机振动问题的有限元模态响应分析 预览 被引量:2
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作者 宋梅利 吴小平 +1 位作者 王公廉 王亚平 《苏州大学学报:工科版》 CAS 2003年第1期 58-62,共5页
针对某剑杆织机高速工作时振动过大的问题,建立了织机壁板有限元模型,进行了有限元分析,计算了几种不同情况下节点的响应,研究了壁板的材料、结构、刚度等对织机振动的影响.经过实验测试,文中所用的原理与方法有效地降低了织机的振动,... 针对某剑杆织机高速工作时振动过大的问题,建立了织机壁板有限元模型,进行了有限元分析,计算了几种不同情况下节点的响应,研究了壁板的材料、结构、刚度等对织机振动的影响.经过实验测试,文中所用的原理与方法有效地降低了织机的振动,为研究高速织机的振动提供了参考. 展开更多
关键词 振动 有限元 模态响应
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综框的模态结构特性及其能量分布 预览 被引量:6
20
作者 祝章琛 《中国纺织大学学报》 CSCD 1997年第2期 94-99,共6页
介绍了综框的激振试验分析方法,使用频谱分析仪和快速傅立叶变换以测定综框的动态特性,研究综框振动信号的特点,比较了配在日本ZA型和筘幅190cm喷气织机上的两种不同厂家生产的综框的模态参数和谱能密度,试验发现两种综框在... 介绍了综框的激振试验分析方法,使用频谱分析仪和快速傅立叶变换以测定综框的动态特性,研究综框振动信号的特点,比较了配在日本ZA型和筘幅190cm喷气织机上的两种不同厂家生产的综框的模态参数和谱能密度,试验发现两种综框在谱能分布上的差别。通过这些谱线的特征可评估综框的质量。 展开更多
关键词 织机 模态响应 模态识别 综框 能量分布
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