响应面法对PBGA封装元器件的有限元模型修正

目的利用特殊设计夹具来模仿PCB板的典型插入式固定方式,通过响应面法对安装有PBGA的菊花链PCB板有限元模型进行修正。方法有限元模型经过三次响应面修正,每一个修正阶段都计算仿真前三阶频率与相对应的模态试验结果相对比,建立两个目标函数,并利用多目标遗传算法来缩小仿真分析与模态试验结果。结果有限元模型得到了有效的改善。结论响应面法可以从实际出发来提升有限元模型准确度。     

金属基体复合材料圆锥壳的材料参数识别及动力学敏感性研究

目的 研究以金属作为基体的碳酚醛复合材料圆锥壳的动力学特性,基于模态实验建立复合材料参数优化识别方法。方法 通过建立金属基体复合材料圆锥壳结构的动力学模型,表征各层材料参数对结构动力学特性的影响。开展典型铝合金-环氧胶-碳酚醛圆锥壳自由模态实验,在模态实验结果基础上,采用数值仿真开展复合材料参数识别,并采用响应面优化法研究获得材料参数的全局最优解。最后,开展结构模态对复合材料参数的敏感性分析。结果 基于拉丁超立方抽样和多项式代理模型,建立了多层复合圆锥壳的高效代理模型。对于[0, 90]S铺层的复合材料圆锥壳结构,前5组模态频率参数对E11最敏感,对v23最不敏感,剪切模量的影响介于拉伸模量及泊松比之间。结论 建立了针对各向同性-正交各向异性材料组合的多层复合圆锥壳结构的动力学模型及参数识别方法,可为结构动力学设计提供参考。     

某车载油箱在随机振动环境下的疲劳寿命研究

目的 针对某车载油箱高周疲劳寿命难以预测问题,研究该设备在随机载荷环境下的疲劳寿命。方法 首先通过模态试验得到油箱固有频率及振型,然后利用Solidworks建立该车载油箱的仿真模型,在ANSYS Workbench软件中进行模态分析、随机振动分析、谐响应分析。最后利用ANSYS Workbench软件中的nCode SN Vibration (DesignLife)模块,在随机振动疲劳寿命频域分析法基础上,通过nCode模块中的Narrowband法进行油箱在多个加速度功率谱密度下的疲劳寿命研究。结果 该油箱在约束模态试验和仿真分析下所表现的动力学特性基本相同,油箱纵向为振动严酷方向。在已知加速度功率谱密度下,油箱疲劳寿命随低阶固有频率处功率谱密度幅值的增加而降低,但油箱薄弱部位始终保持不变。结论 建立的仿真模型准确,可为油箱优化设计及后续油箱疲劳试验提供参考。     

基于三维动力学模型及试验数据重用技术的全箭模态分析

目的在运载火箭设计过程中,获得精确的全箭模态数据,为火箭总体设计提供关键输入参数。方法针对全箭动特性数据的高效高精度获取问题,提出并实践基于三维动力学模型和试验数据重用相结合的模态参数获取方法,包括高精度全箭三维动力学模型建模技术、数据重用技术、多状态模型修正技术、模型综合技术。结果解决了界面连接刚度未知条件下的全箭模态精确预示难题。在设计阶段给出了高精度的动特性数据,分析结果与靶场试验结果比对,一阶弯曲频率误差在2%以内,斜率误差在4%以内,分析结果通过了靶场竖立模态试验验证,最后进一步通过型号首飞成功验证。结论靶场竖立模态试验验证和型号首飞成功验证说明提出的获取全箭动特性参数方法高效可靠。     

SMA绞线-叠层橡胶复合支座结构的动力反应

为了改进现有普通叠层橡胶支座的隔震效果，利用形状记忆合金的超弹性，将SMA绞线加入叠层橡胶支座中，形成了SMA绞线-叠层橡胶复合支座。分析了SMA绞线-叠层橡胶复合支座的工作原理，建立了其力学分析模型，并进行了应用SMA绞线-叠层橡胶复合支座的结构动力反应分析，导出了加速度衰减比尺。与位移放大比凡的理论形式，并利用具体算例，研究了频率比和阻尼比对结构隔震效果的影响。结果表明，频率比越大，阻尼比越小，隔震效果越好。     

基于减振降噪分析的高效堆垛机设计

物流业的快速发展,使得堆垛机趋向结构大型化和运行高速化。而随之出现的是振动过大及噪声污染问题,既影响产品的动态性能,又存在着安全隐患。为解决上述问题,从堆垛机的结构入手,重点分析振动和噪声产生的主要原因,运用SolidW orks(三维绘图)及其插件Cosmos/W orks(有限元分析)、Cosmos/Motion(动态仿真)软件,通过对不同结构参数和不同结构形式的(超高速/大高度)高效率堆垛机的三维建模、动态仿真与有限元分析,评价其模态和频率指标,摒弃原设计的等截面形式而采用效果最佳的变截面结构形式。结果表明,改进的设计满足设计规范要求,并进一步总结和分析应当重视的问题,对解决高效率堆垛机振动过大和噪音污染问题具有现实的指导意义。     

基于ANSYS仿真的引信振动强化试验夹具设计

在引信振动强化试验中,对夹具的性能具有很高的要求。利用夹具设计理论对夹具所用材料、结构进行分析,并在有限元分析的基础上,利用ANSYS软件对所设计的引信夹具进行了模态分析,得出了夹具的固有频率,使之能够满足引信强化振动试验的要求。通过实验验证了仿真的有效性,从而为引信夹具的设计提供了一种新的方法。     

流固耦合下U型金属波纹管损耗因子研究

利用模态分析的方法对有、无介质以及波高、波厚对波纹管损耗因子的影响进行了研究,根据数值分析结果,得到了波纹管不同参数对损耗因子的影响变化曲线。结果表明,介质压力在3.2 MPa处存在一个损耗因子峰值;集中力的拉/压力对损耗因子的影响规律是相反的,拉力增加损耗因子减小而压力增加损耗因子增加;波高与损耗因子之间近似存在一种线性关系;壁厚为0.8 mm时损耗因子值最小。最后,通过试验验证了有限元模型和数值分析的可靠性和准确性。     

振动试验载荷模拟的动力学原理与工程设计

载荷模拟的精度是振动试验模拟是否有效的决定因素之一.本文根据模态质量分析方法,讨论了基于响应功率谱密度的试验载荷等效性的动力学原理,给出了满足小阻尼稀疏模态特征的结构系统的简化表达式.简支梁和悬臂锥筒的数值模拟分析表明,采用本文方法设计的等效载荷可以取得足够精确的共振响应功率谱密度.     

微小卫星动力学环境试验及其数据处理

以上海微小卫星工程中心与复旦大学力学与工程科学系共同合作的微小卫星动力学试验研究项目作为背景,主要通过某真实型号微小卫星的振动环境试验和结构模态试验来介绍微小卫星环境试验技术和试验响应数据的处理方法。