裝備結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析

目錄
第1章　緒論　1
1.1　什么是結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題　1
1.2　結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析方法概況　1
1.2.1　結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析的主要內(nèi)容　2
1.2.2　結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析的研究方法　2
1.3　本書概述　4
參考文獻(xiàn)　5
第2章　結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析基本理論　6
2.1　單自由度系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)　6
2.1.1　時域響應(yīng)分析　6
2.1.2　頻域響應(yīng)分析　8
2.2　多自由度系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)　9
2.3　有限元法的基本理論　9
2.3.1　有限元法分析的基本思想　9
2.3.2　單元剛度矩陣　11
2.3.3　單元質(zhì)量矩陣　13
2.3.4　邊界條件的處理　14
2.3.5　小結(jié)　14
2.4　基于有限元的動力學(xué)數(shù)值模擬基本方法　15
2.4.1　模態(tài)分析基本理論　15
2.4.2　阻尼矩陣　17
2.4.3　動力學(xué)響應(yīng)數(shù)值模擬基本方法　18
參考文獻(xiàn)　19
第3章　復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)建模方法　20
3.1　模型簡化　20
3.1.1　模型幾何處理　20
3.1.2　結(jié)構(gòu)單元簡化　22
3.1.3　部件連接方式　24
3.2　網(wǎng)格劃分　31
3.2.1　網(wǎng)格收斂性　31
3.2.2　網(wǎng)格質(zhì)量　34
3.3　連接結(jié)構(gòu)建模　36
3.3.1　虛擬材料法　36
3.3.2　基于等效接觸區(qū)域的螺栓連接動力學(xué)建模方法　42
參考文獻(xiàn)　50
第4章　復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)數(shù)值模擬的分析方法　51
4.1　模態(tài)分析　51
4.1.1　模態(tài)分析理論　51
4.1.2　模態(tài)分析方法　52
4.1.3　預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析　54
4.1.4　旋轉(zhuǎn)軟化　56
4.2　諧響應(yīng)分析　59
4.2.1　諧響應(yīng)分析理論　59
4.2.2　Ansys經(jīng)典界面諧響應(yīng)分析實(shí)例　60
4.2.3　Workbench平臺諧響應(yīng)分析實(shí)例　64
4.3　瞬態(tài)分析　67
4.3.1　Ansys經(jīng)典界面瞬態(tài)分析實(shí)例　67
4.3.2　Workbench平臺瞬態(tài)分析實(shí)例　69
4.4　隨機(jī)振動分析　71
4.4.1　隨機(jī)振動基本理論　71
4.4.2　隨機(jī)振動的有限元分析方法　73
4.4.3　隨機(jī)振動數(shù)值仿真算例演示　74
4.5　地震響應(yīng)譜分析　80
4.5.1　響應(yīng)譜分析理論　80
4.5.2　Ansys經(jīng)典界面響應(yīng)譜分析實(shí)例　82
4.5.3　Workbench平臺響應(yīng)譜分析實(shí)例　84
4.6　多點(diǎn)基礎(chǔ)激勵動力學(xué)響應(yīng)分析　86
4.6.1　多點(diǎn)基礎(chǔ)激勵問題概述　86
4.6.2　多點(diǎn)基礎(chǔ)隨機(jī)激勵數(shù)值模擬方法　88
參考文獻(xiàn)　92
第5章　動力學(xué)模型修正與參數(shù)識別　93
5.1　模型修正方法　94
5.1.1　待修正參數(shù)的選取　94
5.1.2　殘量或誤差量的構(gòu)造　95
5.1.3　采用何種迭代或優(yōu)化算法　96
5.2　算例演示　98
5.2.1　結(jié)構(gòu)簡介　98
5.2.2　有限元建模及初步分析　98
5.2.3　有限元模型修正　100
參考文獻(xiàn)　106
第6章　動力學(xué)試驗(yàn)方法　107
6.1　振動測試概述　107
6.1.1　振動信號的分類　107
6.1.2　數(shù)據(jù)采樣　108
6.1.3　隨機(jī)振動信號分析常用的統(tǒng)計特征參數(shù)　109
6.2　模態(tài)試驗(yàn)　111
6.2.1　模態(tài)試驗(yàn)分析的理論基礎(chǔ)　111
6.2.2　模態(tài)試驗(yàn)分析的測試技術(shù)　114
6.2.3　模態(tài)試驗(yàn)分析應(yīng)用實(shí)例　116
參考文獻(xiàn)　120
第7章　多軸應(yīng)力評估　121
7.1　隨機(jī)振動條件下的多軸應(yīng)力評估　122
7.1.1　隨機(jī)振動下von Mises應(yīng)力的概率分布　122
7.1.2　隨機(jī)振動下的應(yīng)力校核方法　123
7.1.3　3σ方法的考察　126
7.2　靜力—隨機(jī)振動復(fù)合條件下的多軸應(yīng)力評估　127
7.2.1　靜力—隨機(jī)振動復(fù)合條件下的von Mises應(yīng)力　127
7.2.2　復(fù)合條件下的極限應(yīng)力計算方法　129
7.2.3　工程近似方法及其考察　133
參考文獻(xiàn)　136
第8章　結(jié)構(gòu)疲勞分析　138
8.1　疲勞的基本理論　138
8.1.1　疲勞的基本概念　138
8.1.2　S-N和ε-N曲線　139
8.1.3　疲勞的分類　140
8.2　疲勞的數(shù)值分析方法　142
8.2.1　恒幅循環(huán)應(yīng)力下的疲勞　142
8.2.2　非恒幅循環(huán)應(yīng)力下的疲勞　142
8.2.3　隨機(jī)疲勞　144
8.2.4　多軸疲勞分析　147
8.3　疲勞設(shè)計的新進(jìn)展　149
8.3.1　疲勞設(shè)計方法的選擇　149
8.3.2　損傷容限設(shè)計　150
8.3.3　疲勞可靠性設(shè)計　150
參考文獻(xiàn)　151
第9章　部組件動力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)計及數(shù)值模擬　153
9.1　部組件級試驗(yàn)方法　153
9.2　部組件載荷等效分析　154
9.2.1　載荷等效方法理論分析　154
9.2.2　載荷等效方法數(shù)值模擬驗(yàn)證　155
9.3　部組件響應(yīng)等效分析　161
9.3.1　單點(diǎn)響應(yīng)等效理論分析　161
9.3.2　多點(diǎn)響應(yīng)等效理論分析　162
9.3.3　部組件響應(yīng)等效數(shù)值模擬　164
參考文獻(xiàn)　172
第10章　旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析——以離心機(jī)為例　173
10.1　非軸對稱轉(zhuǎn)子動力學(xué)理論　174
10.1.1　轉(zhuǎn)子動力學(xué)理論　174
10.1.2　離心機(jī)轉(zhuǎn)子動力學(xué)模型　175
10.1.3　圓盤與轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)子模型的差異　177
10.2　離心機(jī)主機(jī)動力學(xué)建?！?78
10.2.1　主機(jī)有限元模型　178
10.2.2　軸承綜合支承剛度及邊界約束　179
10.3　離心機(jī)臨界轉(zhuǎn)速及穩(wěn)定性數(shù)值模擬　181
10.3.1　離心機(jī)在不平衡力作用下的動力學(xué)穩(wěn)定性　182
10.3.2　離心機(jī)動態(tài)試驗(yàn)　183
參考文獻(xiàn)　184
第11章　自由狀態(tài)下結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動響應(yīng)分析　186
11.1　某彈頭殼體自由狀態(tài)隨機(jī)振動響應(yīng)數(shù)值模擬演示　186
11.1.1　分析模型及脈動壓力載荷　186
11.1.2　數(shù)值模擬演示　187
11.2　某結(jié)構(gòu)橫向隨機(jī)振動試驗(yàn)中轉(zhuǎn)動現(xiàn)象的數(shù)值模擬分析　195
11.2.1　試驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型　195
11.2.2　非對稱載荷分析　197
11.2.3　非對稱載荷識別方法　198
11.2.4　扭矩響應(yīng)數(shù)值模擬　199
第12章　面向試驗(yàn)的沖擊響應(yīng)譜數(shù)值模擬方法　204
12.1　基本理論　205
12.2　沖擊響應(yīng)譜的時域波形轉(zhuǎn)換　206
12.2.1　沖擊響應(yīng)譜的計算方法　206
12.2.2　沖擊響應(yīng)譜的時域波形轉(zhuǎn)換方法　206
12.2.3　沖擊響應(yīng)譜的時域波形轉(zhuǎn)換實(shí)例　207
12.3　基于時域載荷識別的沖擊響應(yīng)譜數(shù)值模擬　209
12.3.1　時域載荷識別方法　209
12.3.2　基于時域載荷識別的數(shù)值仿真算例演示　211
參考文獻(xiàn)　216
第13章　隨機(jī)振動條件下的螺栓強(qiáng)度校核　217
13.1　螺栓的性能等級　217
13.2　預(yù)緊載荷下的螺栓受力狀態(tài)理論分析　218
13.3　外載荷作用下螺栓的受力分析　219
13.4　靜態(tài)外載荷作用下螺栓的受力分析算例　220
13.5　隨機(jī)載荷作用下螺栓的強(qiáng)度校核算例　223
參考文獻(xiàn)　227
第14章　隨機(jī)振動下的結(jié)構(gòu)相對位移分析　228
14.1　隨機(jī)振動下結(jié)構(gòu)相對位移分析方法　228
14.2　諧波載荷作用下的結(jié)構(gòu)相對位移分析方法　229
14.3　算例演示　229
14.3.1　分析模型　229
14.3.2　采用隨機(jī)振動分析的角位移仿真　231
14.3.3　采用諧波響應(yīng)分析的角位移仿真　234
第15章　傾斜搖擺載荷下的結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)分析方法　237
15.1　傾斜搖擺結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)分析方法　238
15.1.1　運(yùn)動學(xué)分析方法　239
15.1.2　動力學(xué)分析方法　239
15.1.3　剛?cè)狁詈戏治龇椒ā?39
15.2　典型結(jié)構(gòu)仿真方法及對比　240
15.2.1　運(yùn)動學(xué)分析仿真　240
15.2.2　動力學(xué)分析仿真　242
15.2.3　剛?cè)狁詈戏治龇抡妗?44
15.2.4　計算結(jié)果對比分析　246
15.3　某岸橋結(jié)構(gòu)傾斜搖擺算例仿真　249
第16章　隨機(jī)振動下鏡面轉(zhuǎn)角響應(yīng)分析　251
16.1　反射鏡模型　251
16.2　地脈動載荷　252
16.3　仿真演示　252
展望　257
附錄A　258
附錄B　268