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相关激励作用下随机结构振动响应的统计分析廖庆斌,李舜酩,辛江慧,郑娟丽(南京航空航天大学能源与动力学院,江苏南京210016)摘要:应用随机过程理论,以能量为变量,分析了随机结构振动响应的统计特性。
结构受相关激励作用时,通过输入激励的解相关方法,将作用在结构上的相关激励转变为各个不相关激励的作用;分析结构的振动响应的统计特性时,计及响应特征频率的相关性,在响应特征频率满足高斯正交总体的假设下,推导出了随机结构振动响应分析的统计分析表达式。
应用设计的实验件和试验验证了所提出的统计分析的正确性,通过和已存在的统计分析结果的比较,表明了统计分析具有更高的分析精度,能够定性和定量的给出随机结构振动响应的统计变化情况。
关键词:随机结构;相关激励;统计分析;本征正交分解;统计能量分析中图分类号:T B53;O324 文献标识码:A 文章编号:1004-4523(2008)05-0429-07引 言结构的动力响应特性与激励频率有很大的关系,在激励频率较低时,结构只有很少的前几阶模态被激起,这样应用有限元或者边界元方法即可以精确地得到系统动态响应,当激励频率较高(中频或者高频)时,结构的模态被大量的激起,此时要准确地计算其振动响应变得非常困难[1]。
解决中、高频振动的有效方法是Lyon等人提出的统计能量分析(Statistical Energy Analysis:SEA)方法[2],他将随机动力系统划分为数量不多的动力子结构,然后求解各个子系统的振动能量,进而得到动力系统的振动响应。
在分析系统的中、高频振动响应时,SEA方法包含有振动能量的平均分布、系统响应的频带平均以及系统响应的随机总体平均等假设[1,3],因此, SEA方法仅仅是结构动力响应的估计。
Kompella 和Bernhar d等人通过实验发现[4],由同一条生产线生产出来的98辆型号相同的汽车,对其进行响应分析(振动和噪声水平分析)时,车辆的动态响应敏感的依赖于制造细节的变化。
NVH研究及评价方法蒋鑫青岛理工大学，青岛，中国，266520******************【摘要】噪声、振动与声振粗糙度,是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。
业界将噪声、振动与舒适性的英文缩写为NVH（Noise、Vibration、Harshness），统称为车辆的NVH问题，研究汽车的NVH特性首先必须利用CAE技术建立汽车动力学模型，已经有几种比较成熟的理论和方法。
车辆NVH 特性已越来越受厂家和客户的重视，因此如何开展NVH 的评价、诊断对于解决NVH问题非常关键，它也在产品开发过程中的标杆研究和产品定型、积累设计数据起非常重要的作用。
【关键词】NVH；研究方法；评价标准About NVH Research and Evaluation MethodsJiang XinQingdao Technological University Qingdao.China.266520******************Abstract:Noise, sound vibration and harshness is a comprehensive measure of the quality of the car manufacturing to car users feel is the most direct and the surface. The industry will be noise, vibration and comfort abbreviation for NVH collectively referred to as the vehicle NVH issues the research vehicle.NVH characteristics must first be using CAE technology vehicle dynamics model has several mature theory and method. Vehicle NVH characteristics have become more and more attention by the manufacturers and customers, and how to carry out the NVH evaluation, diagnosis is crucial for solving NVH problems, it is also the benchmark in the product development process and product styling, design data isaccumulated important role.Key words:NVH; research method; evaluation criterion第一章绪论1.1 NVH简介汽车在使用一段时间之后，一些元件(如传动系的齿轮、联轴节、悬架中的橡胶衬套、制动器中的制动盘等)的磨损将对整车的NVH特性产生重要影响，它们的强度、可靠性和灵敏度分析是研究整车特性的重要工作，这也就是所谓高行驶里程下汽车NVH特性的研究。
多点激励下结构抗震可靠度分析的反应谱方法
李建华;李杰
【期刊名称】《防灾减灾工程学报》
【年(卷),期】2004(24)3
【摘要】既有的多点激励反应谱方法均只能给出结构地震峰值反应的均值,而不能给出峰值反应的标准差,从而无法进行合理的结构抗震可靠性分析。
本文首先介绍了一种多点激励下结构随机地震反应分析的简化反应谱方法,在此基础上,发展了基于多点激励反应谱理论的结构抗震可靠度计算方法。
以一两绔连续梁为例,通过Monte Carlo模拟对这一方法进行了验证。
计算结果表明,本文建议的可靠度分析方法具有良好的精度。
【总页数】5页(P242-246)
【关键词】多点激励;反应谱方法;抗震可靠度分析
【作者】李建华;李杰
【作者单位】同济大学建筑工程系
【正文语种】中文
【中图分类】P315.9
【相关文献】
1.多点激励下减震桥梁结构抗震可靠度分析的哈密顿蒙特卡洛子集模拟法 [J], 贾少敏;王子琦;陈华霆;赵雷
2.基于反应谱法的多点激励下桥梁结构抗震可靠性分析 [J], 柳春光;杜勇刚;刘鑫
3.多点激励下结构随机地震反应分析的反应谱方法 [J], 李杰;李建华
4.多点非一致激励长跨结构抗震可靠度分析 [J], 丁光莹;李杰
5.多点非一致激励下钢筋混凝土梁桥弹塑性抗震可靠度分析 [J], 张振浩;隗磊军;杨伟军
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统计能量分析子系统的划分朱正道;戴江;李兵【摘要】应用统计能量分析(SEA)计算结构声辐射,子系统划分对计算结果产生影响.将平板和圆柱壳划分为多个子结构,考察子系统划分对计算结果的影响.计算结果表明,吻合频率以上,平板各种子系统划分方式和单块平板计算的辐射声功率差别小于0.1 dB;吻合频率以下,计算的辐射声功率随子系统划分的份数增加而增加,X2Y2划分方式和单块平板有3 dB左右的差别.圆柱壳划分为多个圆柱壳子系统,随轴向划分的增加,划分为多个圆柱壳结果的峰值向高频迁移,1.6 kHz以上频段,轴向划分为10个子圆柱壳,与单个圆柱壳差别为1.8～2.6 dB.%Subsystem division will influence the radiation power prediction of underwater structure using statistical energy analysis(SEA). Plate and cylinder are divided into several substructures to evaluate the effect of subsystem division. In sub-plate division, the difference between sub-plate division is less than 0. 1 dB above critical frequency. The calculated radiation power will increase with the number of sub-plates,the X2Y2 sub-plate division has 3 dB difference with single plate. In the sub-cylinder division, the peak value will shift to higher frequency as the number of division increases, above 1.6 kHz, a 10 sub-cylinder division in the axial direction has a difference of 1.8 ～ 2.6 dB with the single cylinder division.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2011(033)004【总页数】4页(P69-71,81)【关键词】SEA;子系统;辐射声功率【作者】朱正道;戴江;李兵【作者单位】中国船舶重工集团公司第七○二研究所,江苏,无锡,214082;中国船舶重工集团公司,北京,100097;中国舰船研究院,北京,100192【正文语种】中文【中图分类】TB52+90 引言统计能量法［1］计算的重要一步是子系统的划分，将复杂系统划分为多个子系统，通过损耗因子及耦合损耗因子等统计参数的求解，组建统计能量方程组，求解方程组，得到各子系统的能量，进一步计算结构的均方振速和辐射声功率。
地震作用下结构动力响应的小波分析
段雪平;朱宏平
【期刊名称】《华中理工大学学报》
【年(卷),期】2000(28)11
【摘要】利用小波变换对受地震作用下结构的动力反应进行了分析和计算 ,并利用能量分配关系清楚地分析了各频段范围地震输入分量对结构反应的作用程度 .通过算例分析知道 ,小波变换可以对提取的任意频率范围的输入进行动力分析。
【总页数】4页(P75-78)
【关键词】结构;动力响应;小波分析;地震作用;能量分配
【作者】段雪平;朱宏平
【作者单位】华中理工大学土木建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU311.3
【相关文献】
1.罕遇地震作用下裙房-主楼结构体系动力特性及地震响应研究 [J], 梁冠军;尤超
2.近断层地震作用下软限位对层间隔震结构动力响应影响分析 [J], 韩淼; 韩蓉; 孟令帅; 杜红凯
3.地裂缝场地地震及不均匀沉降双重作用下的框架结构动力响应 [J], 黄华;高悦;钱海增;杨坤
4.基础隔震结构在地震作用下动力响应小波分析 [J], 周太全;李兆霞;贾军波;贾志斌
5.柱承式筒仓结构在接连二次地震作用下的动力响应和抗震性能研究 [J], 贾玲玲;赵真;柳春光
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1、什么是统计能量分析（SEA）及其发展历程？在以前，结构声的传输主要讨论和研究在一个方向或几个方向的无限结构元之间的传输。
对一个有限系统到另一个有限系统之间的结构声传输，由于各个系统的几何形状的影响，使问题变得较复杂，从而给研究带来了比较大的困难。
这种系统振动的空间模态是由系统的特征函数和依赖于它的共振频率的系统频率响应特征决定的。
一般来说，由两个有限系统形成的耦合系统所具有的模态和共振频率是与组成该系统的两个子系统的共振频率是不一样的。
两个子系统之间的功率流（振动子结构之间的振动功率流或振动结构与声传播介质之间的传输功率流）取决于两个子系统的共振频率之间的匹配程度及它们之间的模态的相似程度和在两个子系统中阻尼的分布。
另外传统的机械振动分析主要是研究低频模态，因为在许多实际情况下，系统的低频模态是主要的，而且这些模态具有最大的位移响应，对结构振动具有主要的影响；另一方面由于低频时，在所研究的频带范围内，模态数比较少，这样使得利用经典的机械振动分析方法，如传递矩阵法、有限元分析法、边界元分析法成为可能。
从实验来说，这些模态也可通过实验方法加以测量。
但是对于大型的结构，特别是大型薄结构，如航空器结构、船舶结构或大型机械结构，振动模态分布在很宽的频带范围内，另外载荷激励也是宽带的，如宽带噪声场对飞机蒙皮、火箭运载体的激励，在工业机械噪声控制中，虽然我们常常忽略宽带噪声对结构激励所引起的噪声，但是工业机械结构振动辐射的噪声一般在300Hz～5kHz的宽带范围内,在高模态密度的情况下,经典分析方法给结构振动研究带来更多的困难,甚至不可能.因此采用统计模型的方法来研究问题是很自然的和适当的。
统计能量分析是60年代初开始发展起来的研究动态系统响应的一种统计分析方法，目前已得到广泛应用而成为随机振动分析的重要手段。
在机械振动中，人们已习惯于把统计分析方法应用于时间上是随机变化的确定系统的振动。
而统计能量分析的重要特征是把振动系统用许多统计集合来描述，也就是统计能量分析中所用的各种参数都是统计参数，而不是指时间特征是随机的或不是随机的。
基于能量方法的结构动力学分析与设计基于能量方法的结构动力学分析与设计是一种常用的工程方法，用于预测和优化结构的动态响应。
能量方法基于结构的势能和动能的原理，通过对结构的能量进行分析，可以得到结构的振动特性和响应。
能量方法的基本原理是利用结构的势能和动能之间的平衡关系来描述结构的动态响应。
结构的势能包括弹性势能和非弹性势能，而动能则与结构的质量和速度有关。
通过对结构的势能和动能进行分析，可以得到结构的动态方程，从而求解结构的振动频率和模态形态。
在结构动力学分析中，能量方法可以用来确定结构的固有频率和振型。
固有频率是指结构在没有外部激励的情况下自由振动的频率，而振型则是指结构在不同频率下的振动形态。
通过分析结构的势能和动能，可以得到结构的特征方程，从而求解结构的固有频率和振型。
在结构动力学设计中，能量方法可以用来优化结构的动态性能。
通过调整结构的几何形状、材料属性和支撑方式等参数，可以改变结构的势能和动能分布，从而改善结构的动态响应。
例如，在地震工程中，可以通过增加结构的刚度和阻尼来提高结构的抗震性能。
通过对结构的能量进行分析，可以评估不同设计方案的动态性能，并选择最优方案。
能量方法在结构动力学分析与设计中具有以下优点：1. 简单易懂：能量方法基于结构的势能和动能的平衡关系，不需要复杂的数学推导和计算，因此易于理解和应用。
2. 高效准确：能量方法可以通过求解特征方程来得到结构的固有频率和振型，计算效率高且结果准确。
3. 可靠性强：能量方法是一种基于物理原理的工程方法，具有较强的可靠性和适用性。
4. 可扩展性好：能量方法可以与其他分析方法相结合，如有限元法、边界元法等，以提高分析和设计的精度和效率。
总之，基于能量方法的结构动力学分析与设计是一种重要的工程方法，可以用于预测和优化结构的动态响应。
通过对结构的势能和动能进行分析，可以得到结构的振动特性和响应，从而提高结构的安全性和可靠性。
在实际工程中，能量方法已被广泛应用于建筑、桥梁、风力发电机组等结构的动态分析与设计中。
