機(jī)械結(jié)構(gòu)在航空航天、船舶和建筑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,研究其內(nèi)部的振動傳遞路徑和分布特性具有深遠(yuǎn)的意義。本文從理論仿真上研究了一維梁結(jié)構(gòu)、二維薄板和耦合板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)功率流特性,利用有限元軟件ABAQUS建立了有限元模型,在考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布、位移變化的基礎(chǔ)上,采用有限元功率流法可視化了結(jié)構(gòu)內(nèi)部的能量分布和傳遞路徑,討論了結(jié)構(gòu)參數(shù)改變對能量傳遞路徑和分布的影響。在實驗研究方面,進(jìn)行了簡支梁的功率流固有頻率實驗,實驗與仿真結(jié)果一致。通過理論與實驗研究,得到了一些有益的結(jié)論,為工程實踐提供了重要參考價值。本文主要研究內(nèi)容包括:第一,以一維簡支梁為研究對象,推導(dǎo)了梁結(jié)構(gòu)的能量密度控制方程和功率流公式,建立了簡支梁在簡諧集中力作用下的有限元模型,利用有限元功率流法分析了簡支梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的能量分布和傳遞特性。第二,以機(jī)械系統(tǒng)中的二維薄板結(jié)構(gòu)為研究對象,利用有限元軟件建立了薄板和耦合板結(jié)構(gòu)的有限元模型,并通過二次開發(fā)實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)內(nèi)部的振動能量分布、傳遞和衰減的可視化。同時討論了薄板結(jié)構(gòu)中阻尼器的能量耗散特性。第三,基于有限元功率流可視化技術(shù)給出了鋼球撞擊鋼板過程中鋼板結(jié)構(gòu)內(nèi)部的能量傳遞動畫。同時建立... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

受橫向簡諧激勵的歐拉梁模型

A（橫截面）=0.02m*0.002m。 （材料密度）=7800kg/m3，E（楊氏模量）=206Gpa， （阻尼系數(shù)）=0.02。如圖2-2 為簡支梁的有限元模型，模型劃分為 30 個 B31 單元

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1000.0050.010.015距梁左端的距離（cm）量（能Jk）圖 2-4 簡支梁解析解和仿真解能量對比圖 2-5 和圖 2-8 分別給出了 100Hz 和 200Hz 下簡支梁功率流云圖和功率流矢量圖，通過兩圖對比發(fā)現(xiàn)，簡支梁在不同的頻率作用下，能量分布和傳遞路徑規(guī)律相同，唯一的區(qū)別在于能量的大小。功率流云圖給出了簡支梁結(jié)構(gòu)各位置的能量分布大小，根據(jù)圖 2-5 和圖 2-7 可以看出能量由中間向兩端逐漸減小；功率流矢量圖給出了結(jié)構(gòu)的傳遞方向，根據(jù)圖 2-6 和圖 2-8 可以得出能量的傳遞是有激勵力端向梁的兩端固定處傳遞。結(jié)合功率流云圖和功率流矢量圖可以更加直觀清晰的得到完整的梁結(jié)構(gòu)的功率流分布。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]功率流理論、統(tǒng)計能量分析和能量有限元法之間的關(guān)聯(lián)性[J]. 殷學(xué)文,崔宏飛,顧曉軍,黃捷,沈榮瀛.  船舶力學(xué). 2007(04)
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博士論文
[1]基于聲強(qiáng)可視化的船舶結(jié)構(gòu)聲振能量特性研究[D]. 李凱.大連理工大學(xué) 2011

碩士論文
[1]耦合結(jié)構(gòu)的功率流有限元分析及在復(fù)雜加筋板結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[D]. 郭浩男.山東大學(xué) 2012
[2]基于有限元的轉(zhuǎn)臺振動功率流特性研究[D]. 錢曉芳.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]基于能量有限元的柔性結(jié)構(gòu)振動主動控制研究[D]. 周振.山東大學(xué) 2011
[4]基于能量流有限元的耦合結(jié)構(gòu)振動傳遞特性分析[D]. 朱繼清.山東大學(xué) 2011
[5]基于結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)的振動主動控制及其誤差傳感器的設(shè)計[D]. 朱志偉.江蘇大學(xué) 2003



本文編號：2942632