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基于烦恼率模型的工程结构振动舒适度设计新理论

振动舒适度问题是现代工程结构普遍存在的问题,也是工程结构可靠度研究的一个主要内容,系统地研究振动舒适度问题,对于提高现有的结构设计水平,完善可靠度理论具有比较重要的意义。本文结合结构动力学,可靠度理论和心理物理学,提出了基于烦恼率的结构振动舒适度设计理论模型,其目的是使工程结构振动舒适度的设计方法从原来的半定量设计阶段提高到定量设计、可靠度设计和优化设计阶段。烦恼率模型包括两个主要内容:烦恼率和建立在烦恼率基础上的烦恼率期望值、烦恼率平均值运算。论文第三章建立了烦恼率模型,同时也给出了适用于不同使用场合的烦恼率曲线,并在烦恼率曲线的基础上定义了烦恼率期望值和烦恼率平均值运算。烦恼率可以用于振动舒适度验算,烦恼率期望值适用于分析随机振动强度下的振动舒适度分析,烦恼率平均值适合于分析大型复杂振动系统。为说明烦恼率方法的优越性,指出了传统设计方法普遍存在的几个问题,并给出了这些问题的解决方案。在系统介绍烦恼率模型的基础上,这一章还探讨  (本文共202页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国科学基金》2017年05期
中国科学基金

风洞结构振动的基础研究综述

先进大型风洞是支撑飞行器自主研发,促进航空航天领域技术发展,引领空气动力学及其相关学科创新发展的战略性基础设施。为满足国家发展大型客机/运输机、先进战斗机、重型运载火箭等重大工程需求,瞄准构建一流的风洞试验设备体系目标,国家决定在“十三五”期间启动设计建设一系列世界先进水平的大型风洞设备。世界先进水平风洞研制的难度极大,需要对气动、结构、材料、工艺、热力学等多个学科领域技术进行系统集成,是对我国风洞设计建设能力、国内加工制造水平的综合考验。相关基础问题亟待多科学研究领域的学者联合攻关解决,其中风洞结构振动及抑振是急需通过联合研究取得突破的关键技术之一。1研究意义与背景为满足风洞设备试验特殊功能需求,风洞结构需要承受气动力、气动热、机械载荷等多物理场耦合的复杂环境[1,2],这些耦合环境容易诱导风洞结构产生相应的物理效应和现象。振动是风洞结构系统中普遍存在的一种多场耦合诱发的物理现象,剧烈的振动往往会对结构寿命、风洞性能和运行环境...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中国科学基金》2017年05期
中国科学基金

大型风洞设计建设中的结构力学问题

自1871年英国建造了世界上第一座风洞起,其就成为改善飞行器安全、性能和效率的基本工具。在欧美等发达国家,低速(Ma0.4)、跨声速(0.4≤Ma1.4)、超声速(1.4≤Ma5)、高超声速(Ma≥5)各类型风洞得到了快速建设和发展。近年来,新一代高机动作战飞机、超大展弦比飞行器、主动气动弹性、智能变体等技术的进步,对气动弹性风洞实验提出了更高的要求[1-3]。特别地,在我国大飞机研制需求的背景下,为解决现有跨声速风洞雷诺数模拟能力严重不足的问题,急需设计建造大型低温高雷诺数连续式跨声速风洞[4-8]。由于大型风洞结构形式复杂,运行工况多变,风洞建设不仅技术难度大,所涉及的与结构力学相关的科学问题也十分突出,本文将从几个方面进行论述。1大型风洞流、固、热、力多物理场耦合作用低温技术和风洞技术融合是大型低温高雷诺数连续式跨声速风洞的核心[6,9-12],风洞大尺寸构件面临着时变热、机械力、振动等复杂载荷环境,为优化风洞设计参数和提...  (本文共5页) 阅读全文>>

《煤炭工程》2017年09期
煤炭工程

建筑结构振动原因及减振措施分析

建筑结构在人的活动及设备振动等激励下产生振动的问题虽然是工程界的一个老问题,但已有的文献也仅是分别从结构抗振或技术减振的某单一方面进行分析论证,研究振动远端传递问题的文献仅限于在出现结构振动问题后从结构加固方面进行分析论证;实际上建筑结构振动问题是一个综合性的问题,工程设计中需对其进行系统性的分析;实践中的情况也是大抵如此,近年来建筑结构振动问题频频出现也正说明了这个问题。建筑结构在人的活动及设备振动等激励下产生振动的问题,一方面体现在民用建筑领域内人的活动激励导致的楼层振动,另一方面体现在工业建筑领域内设备振动激励引起的结构振动。建筑结构振动轻者会影响人们正常生活、工作的舒适度,重者影响生产的正常运行,更严重者会影响建筑结构的主体安全。解决建筑结构振动问题的思路归纳起来主要在于结构抗振和技术减震两个方面,但更重要是应同时考虑结构振动的远端传递问题[1-3]。1结构的抗振措施结构抗振的措施很多,对结构抗振的研究也比较成熟。相比较...  (本文共4页) 阅读全文>>

《强度与环境》2017年04期
强度与环境

管路结构振动载荷设计与评估技术

采用工程算法将动态载荷进行准静态载荷的等效,是航天器结构初始设计阶段的基本思路[1][4]。在航天工程应用中,管路结构强度设计通常采用载荷分析策略,其设计裕量一般也在载荷设计条件中导入。即一般是将所有的载荷(包括动载荷)都由静态载荷来等效,再乘以适当的安全系数。主要的原因在于,动载荷条件下对管路整体结构的动应力分析及疲劳寿命评估过于繁复,导致分析计算的工作量过大,不利于初始设计阶段的快速使用。在管路结构环境适应性评估方面,当前主要依赖于力学环境考核试验,并不研究其是否有动强度薄弱点。俄罗斯中央机械科学研究院的研究表明[5]:造成管路结构破坏的主要原因为低频谐振,发生疲劳断裂的位置多出现在接头、卡箍、焊接等处。此外,按照疲劳破坏准则分析策略,其相对应的破坏程度系数范围为0.63到0.85,破坏的评估值也是较为分散的。可见,由于其结构形式、加工工艺(如表面处理、焊缝等)、材料特性分散、应力集中等因素的影响,对动应力计算分析、试验测量...  (本文共8页) 阅读全文>>

《科技创新与应用》2017年26期
科技创新与应用

泄流诱发水工结构振动问题的综合集成研讨

从当前形势来看,由泄流引起的水工结构振动问题已经被社会各界所广泛关注,由于其形式多样,危害严重,这就需要针对问题本身进行科学研究及探索。为了避免该类问题的发生,部分水利水电工程也针对自身实际结构,采取了相应优化措施,提高工程运行的安全指标。现阶段高拱坝群的建设数量不断增加,不仅高度达到了一定标准,泄洪量更是不断扩大,泄洪功率也相对较高。虽然目前我国工程建设指标不断提升,但是泄洪振动安全问题却仍旧存在,并对周边环境造成不利影响。本文就围绕泄洪引发的水工结构振动问题进行了细化阐述及分析,在综合集成的基础上对其进行研究讨论。1泄洪诱发水工结构振动的研究主体为了进一步提高工程结构的稳定性,实现对振动问题的精准掌控,就需要对导致振动产生的源头问题进行深挖:在受到外力作用下,发生源头在外部的振动;不明原因及来源位置的振动;由于受到运动作用,导致振动问题的发生。其中最为常见,也是最为关键的主要因素就是外部诱发振动,其发生机制是高强度水流及压强...  (本文共2页) 阅读全文>>