基于有限元功率流的结构振动特性分析及应用
发布时间：2020-12-27 22:43
机械结构在航空航天、船舶和建筑等领域得到了广泛的应用,研究其内部的振动传递路径和分布特性具有深远的意义。本文从理论仿真上研究了一维梁结构、二维薄板和耦合板结构的稳态及瞬态功率流特性,利用有限元软件ABAQUS建立了有限元模型,在考虑结构应力分布、位移变化的基础上,采用有限元功率流法可视化了结构内部的能量分布和传递路径,讨论了结构参数改变对能量传递路径和分布的影响。在实验研究方面,进行了简支梁的功率流固有频率实验,实验与仿真结果一致。通过理论与实验研究,得到了一些有益的结论,为工程实践提供了重要参考价值。本文主要研究内容包括:第一,以一维简支梁为研究对象,推导了梁结构的能量密度控制方程和功率流公式,建立了简支梁在简谐集中力作用下的有限元模型,利用有限元功率流法分析了简支梁结构内部的能量分布和传递特性。第二,以机械系统中的二维薄板结构为研究对象,利用有限元软件建立了薄板和耦合板结构的有限元模型,并通过二次开发实现了结构内部的振动能量分布、传递和衰减的可视化。同时讨论了薄板结构中阻尼器的能量耗散特性。第三,基于有限元功率流可视化技术给出了钢球撞击钢板过程中钢板结构内部的能量传递动画。同时建立...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
受横向简谐激励的欧拉梁模型
A（横截面）=0.02m*0.002m。 （材料密度）=7800kg/m3，E（杨氏模量）=206Gpa， （阻尼系数）=0.02。如图2-2 为简支梁的有限元模型，模型划分为 30 个 B31 单元
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1000.0050.010.015距梁左端的距离（cm）量（能Jk）图 2-4 简支梁解析解和仿真解能量对比图 2-5 和图 2-8 分别给出了 100Hz 和 200Hz 下简支梁功率流云图和功率流矢量图，通过两图对比发现，简支梁在不同的频率作用下，能量分布和传递路径规律相同，唯一的区别在于能量的大小。功率流云图给出了简支梁结构各位置的能量分布大小，根据图 2-5 和图 2-7 可以看出能量由中间向两端逐渐减小；功率流矢量图给出了结构的传递方向，根据图 2-6 和图 2-8 可以得出能量的传递是有激励力端向梁的两端固定处传递。结合功率流云图和功率流矢量图可以更加直观清晰的得到完整的梁结构的功率流分布。
【参考文献】：
期刊论文
[1]功率流测量以及振动能量参数估计试验研究[J]. 乔百杰,赵彤,陈雪峰. 振动与冲击. 2014(07)
[2]加筋板结构振动声强可视化研究[J]. 李凯,赵德有,黎胜. 中国舰船研究. 2010(04)
[3]L型耦合板相关激励下高频随机能量流分析[J]. 游进,孟光,李鸿光. 振动工程学报. 2010(01)
[4]耦合板结构随机能量有限元分析[J]. 游进,李鸿光,孟光. 振动与冲击. 2009(11)
[5]随机激励下框架梁结构能量有限元分析[J]. 游进,孟光,李鸿光,王淼. 上海交通大学学报. 2009(10)
[6]基于有限元的损伤结构功率流可视化研究[J]. 朱翔,李天匀,赵耀,刘敬喜. 机械工程学报. 2009(02)
[7]功率流理论、统计能量分析和能量有限元法之间的关联性[J]. 殷学文,崔宏飞,顾晓军,黄捷,沈荣瀛. 船舶力学. 2007(04)
[8]功率流有限元法结果分析辐射噪声[J]. 贺云南,何琳,吕志强,束立红. 船舶力学. 2006(05)
[9]杆、梁结构振动能量密度的简化解法[J]. 孙丽萍,聂武. 哈尔滨工程大学学报. 2004(04)
[10]船舶结构振动噪声分析及其进展[J]. 孙丽萍,聂武. 船舶力学. 2003(01)
博士论文
[1]基于声强可视化的船舶结构声振能量特性研究[D]. 李凯.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]耦合结构的功率流有限元分析及在复杂加筋板结构中的应用[D]. 郭浩男.山东大学 2012
[2]基于有限元的转台振动功率流特性研究[D]. 钱晓芳.哈尔滨工程大学 2012
[3]基于能量有限元的柔性结构振动主动控制研究[D]. 周振.山东大学 2011
[4]基于能量流有限元的耦合结构振动传递特性分析[D]. 朱继清.山东大学 2011
[5]基于结构声强的振动主动控制及其误差传感器的设计[D]. 朱志伟.江苏大学 2003
本文编号：2942632
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
受横向简谐激励的欧拉梁模型
A（横截面）=0.02m*0.002m。 （材料密度）=7800kg/m3，E（杨氏模量）=206Gpa， （阻尼系数）=0.02。如图2-2 为简支梁的有限元模型，模型划分为 30 个 B31 单元
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1000.0050.010.015距梁左端的距离（cm）量（能Jk）图 2-4 简支梁解析解和仿真解能量对比图 2-5 和图 2-8 分别给出了 100Hz 和 200Hz 下简支梁功率流云图和功率流矢量图，通过两图对比发现，简支梁在不同的频率作用下，能量分布和传递路径规律相同，唯一的区别在于能量的大小。功率流云图给出了简支梁结构各位置的能量分布大小，根据图 2-5 和图 2-7 可以看出能量由中间向两端逐渐减小；功率流矢量图给出了结构的传递方向，根据图 2-6 和图 2-8 可以得出能量的传递是有激励力端向梁的两端固定处传递。结合功率流云图和功率流矢量图可以更加直观清晰的得到完整的梁结构的功率流分布。
【参考文献】：
期刊论文
[1]功率流测量以及振动能量参数估计试验研究[J]. 乔百杰,赵彤,陈雪峰. 振动与冲击. 2014(07)
[2]加筋板结构振动声强可视化研究[J]. 李凯,赵德有,黎胜. 中国舰船研究. 2010(04)
[3]L型耦合板相关激励下高频随机能量流分析[J]. 游进,孟光,李鸿光. 振动工程学报. 2010(01)
[4]耦合板结构随机能量有限元分析[J]. 游进,李鸿光,孟光. 振动与冲击. 2009(11)
[5]随机激励下框架梁结构能量有限元分析[J]. 游进,孟光,李鸿光,王淼. 上海交通大学学报. 2009(10)
[6]基于有限元的损伤结构功率流可视化研究[J]. 朱翔,李天匀,赵耀,刘敬喜. 机械工程学报. 2009(02)
[7]功率流理论、统计能量分析和能量有限元法之间的关联性[J]. 殷学文,崔宏飞,顾晓军,黄捷,沈荣瀛. 船舶力学. 2007(04)
[8]功率流有限元法结果分析辐射噪声[J]. 贺云南,何琳,吕志强,束立红. 船舶力学. 2006(05)
[9]杆、梁结构振动能量密度的简化解法[J]. 孙丽萍,聂武. 哈尔滨工程大学学报. 2004(04)
[10]船舶结构振动噪声分析及其进展[J]. 孙丽萍,聂武. 船舶力学. 2003(01)
博士论文
[1]基于声强可视化的船舶结构声振能量特性研究[D]. 李凯.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]耦合结构的功率流有限元分析及在复杂加筋板结构中的应用[D]. 郭浩男.山东大学 2012
[2]基于有限元的转台振动功率流特性研究[D]. 钱晓芳.哈尔滨工程大学 2012
[3]基于能量有限元的柔性结构振动主动控制研究[D]. 周振.山东大学 2011
[4]基于能量流有限元的耦合结构振动传递特性分析[D]. 朱继清.山东大学 2011
[5]基于结构声强的振动主动控制及其误差传感器的设计[D]. 朱志伟.江苏大学 2003
本文编号：2942632
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