航空发动机轮盘在工作过程中容易出现危险的共振情况,为了研究高压涡轮级间封严盘的振动特性,通过振动特性结果来分析判断轮盘的可靠性,对航空发动机高压涡轮级间封严盘进行有限元分析,并设计完成模态试验,识别出高压涡轮封严盘振动模态参数,比对模拟与试验结果之间的差别,讨论了边界条件对模态结果的影响。结果表明所设计的模拟盘和转接段合理,数值计算与试验结果之间误差小于0.2%,可结合二者结果用于高压涡轮级间封严盘调频、减振和排故方面。

针对某卫星气瓶支撑结构无法满足卫星承载刚度要求的问题,提出一种优化方法,按照概念设计和详细设计两个阶段,对复合材料杆架式支撑结构的拓扑构型、几何参数以及碳纤维铺层角度开展协同优化设计;经过优化后的气瓶支撑结构重量为2.1kg,分别采用有限元法和模态试验法对优化后的结构进行考核验证;试验结果表明优化后的气瓶支撑结构一阶固有频率达到149.7Hz,与理论分析结果基本吻合,能够满足卫星总体对气瓶支撑结构基频不小于140Hz的刚度要求.上述结果验证了文中提出优化方法的有效性,为同类结构的优化设计提供了技术参考.

针对航空液压管道系统减振降噪设计需求,以某固定翼机型的液压管道为研究对象,以支撑参数(刚度、阻尼)为设计变量,以提高系统一阶频率、同时降低管道结构振动应力为目标,进行了动力学优化。优化结果表明,在一定范围内,提升支撑刚度可以提高管道系统一阶频率,避开危险共振区,但同时会增大管道结构应力;通过支撑刚度和阻尼的联合优化,可以在提升系统一阶频率的同时有效降低管道结构应力。根据优化方案结果,进行了管道模态试验,结果表明该优化设计有效提高了管道系统一阶固有频率、避开危险共振区域,提高了管道系统抗振能力。

准确分析热镀锌线沉没辊的湿模态固有频率对该类部件的设计和振动控制具有重要意义。对沉没辊进行了自由模态、约束模态以及流固耦合下湿模态的计算与试验,较高的一致性表明耦合模型合理。进一步对比试验和仿真结果表明,当沉没辊浸没水中,整体模态频率降低,且不同阶数的固有频率的降幅相差较大;前7阶中3阶模态与轴端约束无关。在此基础上,采用有限元方法分析沉没辊的壁厚、辊身长和外径对固有频率的影响,结果表明随着的壁厚的增加,固有频率值成线性增长;随着辊身长度和外径的增加,固有频率值均会降低,但不同的振型降幅会不同。

星载天线指向机构在运载发射主动段或外部激励作用下会发生振动,对天线指向精度产生影响。对某卫星收拢状态下的数传天线指向机构进行了模态分析,并进行了相应的模态试验,获得其前四阶固有频率及模态振型参数。结果显示,天线指向机构一阶固有频率大于100 Hz,远大于一般星体振动频率,结构设计合理;模态分析与模态试验前四阶模态振型一致,各阶固有频率的误差均在6%以内,验证了模态分析的有效性。

以一种新型的电动汽车无动力中断两挡变速箱为研究对象,为了提高其稳定性和经济性,对其壳体进行设计与优化。首先,进行了壳体结构设计并建立其有限元模型。在此基础上,对壳体进行刚度强度计算和更加符合工程实际的约束模态计算,并通过约束模态试验验证了有限元模型的准确性。仿真及试验结果表明,壳体刚度偏低且前两阶固有频率与常用转速下齿轮啮合激励频率非常接近。根据静动态多目标拓扑优化结果指导壳体进行结构改进,改进后的壳体计算结果表明,强度基本不变,轴承孔区域最大位移由0.085 mm减小至0.07 mm,前两阶固有频率分别提高了24.8 Hz和50.2 Hz,降低了发生共振的风险,且质量减少了7.5%。

为了避免副车架因激励而产生的共振问题,副车架的模态试验研究具有重要意义。以某轿车副车架为研究对象,通过HyperMesh建立了车架的有限元模型,并利用ABAQUS计算出该车架结构的前10阶固有频率。采用移动传感器和移动力锤的试验方法对副车架固有频率进行测试,获得模态实验数据。通过对比试验模态和计算模态的值,两者的最大相对误差在5%以内,验证了有限元模型的正确性,为后续动静力学分析提供数据支持,研究结果对副车架的结构优化和改进具有重要的指导意义。

   　本文介绍了多输入多输出频响函数估计和模态识别试验中的加速度计和测力计通道现场标定方法，并用于自由—自由梁的模态试验的模态广义质量的识别中，检验标定结果的实用性，获得了令人满意的结果。

为提高精密仪表的动态稳定性,提出一种基于结构动特性分析的综合优化设计方法.该法将有限元计算和模态试验相结合,利用有限元法分析最初的设计结构动态特性,然后对该结构进行试验模态分析,从而检验有限元分析方法的可信度.利用经过验证的简化模型和计算方法,分析结构参数改变时对系统动特性的影响,进而实现结构的优化设计.从转子-框架结构的优化过程可以看出,该方法在保证可靠性的同时大大降低了成本,并且提高了效率,可广泛应用于工程设计中.

根据1m光学主镜支撑系统的特殊要求,提出了空间主桁架结构的模态分析与试验方案.运用MSC.NASTRAN软件计算求得前几阶固有频率和振型, 分析出结构存在局部模态.用自由悬挂、单点激振多点拾振法进行模态试验,CADA-X软件辨识模态参数, 结果验证了结构隐含的薄弱环节.计算与试验得到的模态参数相对误差在7.9%内,说明模态分析与试验的方案可行.分析了试验误差和结构产生缺陷的原因,为整星改进设计与光学装校提供可靠依据.