復(fù)雜機械結(jié)構(gòu)振動分析的新型高精度復(fù)合單元方法

基于幾何適應(yīng)性強的傳統(tǒng)單元離散技術(shù)和高精度的解析方法，系統(tǒng)地研究用于復(fù)合單元的普遍“相容性”節(jié)點條件和高精度基底函數(shù)，還研究了譜分析中的DFT高精度數(shù)據(jù)處理方法。主要成果：高精度的復(fù)合單元建模原理、高精度數(shù)值積分、幾種類型的復(fù)合單元構(gòu)造。并應(yīng)用于復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計及高精度分析，包括：雙柔性機械臂的動力學(xué)分析、大跨度雙向拉索斜拉橋及懸索橋的新型結(jié)構(gòu)布局與高精度分析、大型編鐘“中華和鐘”的高精度振動分析及優(yōu)化設(shè)計、大型鍛件熱處理過程的數(shù)值模擬，都取得很好的效果。該項目發(fā)表論文12篇，已被SCI收錄4篇。在國際學(xué)術(shù)大會上作大會特邀報告1次，申請國家發(fā)明專利2項。 2100433B

機械系統(tǒng)的動力學(xué)分析是其系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵之一，而動力學(xué)建模方法是性能仿真的核心環(huán)節(jié)，直接影響建模的準確性、效率和仿真的精確性。復(fù)雜機械系統(tǒng)在機構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)上具有多層次的特點，在系統(tǒng)組成上具有多領(lǐng)域的特點，如何針對復(fù)雜機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成特點的進行動力學(xué)建模是目前研究的前沿和難點之一。本項目針對復(fù)雜機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成特點，提出其動力學(xué)建模的復(fù)合方法：依據(jù)機構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)劃分動力學(xué)建模的單元；通過單元內(nèi)部模型、單元之間的交互模型實現(xiàn)系統(tǒng)級建模，通過系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)的逐級描述，實現(xiàn)系統(tǒng)動力學(xué)方程的程式化推導(dǎo)。這一方法將動力學(xué)建模與機構(gòu)設(shè)計原理、設(shè)計過程聯(lián)系起來，能夠支持已有模型的重用，可以擴展為跨領(lǐng)域的建模方法。項目理論研究將與工程實際緊密結(jié)合，以現(xiàn)有建模方法為參照，以標(biāo)準算例和工程案例進行對比和驗證。本項目研究成果將為揭示機械系統(tǒng)性能與各子系統(tǒng)性能之間的關(guān)系、機構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)與動力學(xué)性能之間的關(guān)系奠定基礎(chǔ)。 2100433B

本書系統(tǒng)地討論了結(jié)構(gòu)線性振動分析方法，包括單自由度系統(tǒng)的自由振動和強迫振動的分析方法，兩自由度和多自由度系統(tǒng)的固有振動和響應(yīng)分析的模態(tài)分析方法，彈性體自由振動及響應(yīng)分析的模態(tài)分析方法，振動分析的近似方法——瑞利能量法及呂茲分析方法等。

本書可作為高等工科院校的研究生的振動分析教材，也可供航空、航天、機械、土木及車輛工程等部門從事結(jié)構(gòu)振動分析的技術(shù)人員參考。