复模态

摘要： 工程结构振动模态都是复模态,且结构振动的可控性和可观性对主动控制系统的传感器和作动器的布置具有重要意义。本文从复模态角度研究了阻尼板振动的可控性和可观性,进而从可控性和可观性的角度探讨了实模态和复模态的区别。在振动实模态可控性和可观性指标的基础上,讨论了其用于振动复模态可控性和可观性分析的可行性。以不同构型的阻尼板结构为例,分别从实模态和复模态角度对结构振动的可控性和可观性指标进行了计算分析;并对结构振动复模态的复杂度指标进行了计算,探讨了其与复模态可控性和可观性指标的关系。结果表明:在可控性和可观性方面,振动复模态与实模态之间存在差别;随着复模态复杂度的增大,振动模态可控性和可观性的变化与输入和输出位置有关;从可控性和可观性角度看,复模态在一定复杂度内可以简化为实模态。

摘要： 针对汽车制动尖叫问题,建立汽车制动器有限元模型并基于能量馈入法开展其非对称性和对称性制动压力下的复模态数值仿真。结果表明,耦合子系统的相对馈入能量能直接反映出各子部件的振型情况,当整体系统相对馈入能量的值接近0时,对应频率的复模态就无法被激发。对称性压力能够有效地降低活塞-卡钳的相对馈入能量,使制动器的复模态振型以制动盘更高阶的面外振动为主,系统的复特征频率从3000 Hz提高到5300 Hz。

摘要： 通过分析模态的性质井与复模态和非线性模态比较以加强对模态概念的理解.固有模态的基本性质是模态振动的同频性、对初始条件的不变性、模态的正交性和系统响应的叠加性.复模态仍具有模态振动的同频性,但没有对初始条件的不变性,正交性和叠加性仅在状态空间中成立.非线性模态仅保留了同频性或不变性,不具有正交性和叠加性.

摘要： 玛湖凹陷百口泉组是重要的砂砾岩油气聚集区.为了研究玛湖凹陷百口泉组致密砂砾岩储层的孔隙结构特征,开展了压汞、核磁共振、铸体薄片等分析,结合微米CT扫描技术、扫描电镜矿物定量评价(QEMSCAN)及MAPS显微图像拼接技术,从尺度与精度、二维与三维综合开展其微观孔隙结构特征研究.结果表明:①玛湖凹陷百口泉组致密砂砾岩储层孔喉尺度分布广泛,呈现较明显双峰特征,大尺度孔喉为亚微米—微米级,而小尺度孔喉为纳米—亚微米级,以0.5～4.0μm喉道贡献率最高,微米级孔喉对渗流的贡献较大.②微米尺度下,孔隙结构具有强非均质性,复模态等特点,孔隙类型以溶蚀孔、粒间孔及微裂缝为主,孔隙展布状态主要有条带状和孤立状2种,孔隙连通性比孔隙尺度对渗流的贡献更大.③纳米尺度下,扫描电镜确定其主要矿物为石英和长石,粒间压实作用充分,颗粒形状结合紧密,不同孔渗的样品基质内纳米级微孔形态各异,多以分布于矿物颗粒(晶体)内部蜂窝状长石溶蚀孔或填隙物表面微孔为主,可见方解石颗粒解理缝,对微米级球状微孔及纳米级溶孔起到较好的沟通作用.该研究成果可为致密砂砾岩储层孔隙结构表征及"甜点"预测提供借鉴.

摘要： 利用修正Timoshenko梁理论,考虑地基黏性阻尼,建立黏弹性文克尔地基修正Timoshenko梁动力方程,解决了黏弹性地基经典深梁(Timoshenko)两频谱矛盾.利用复模态分析方法导出微分方程在多种约束条件下的复频率求解超越方程及其振型函数.当不计梁剪切转动惯量的影响时,方程可退化为黏弹性文克尔地基经典深梁计算模型;当不计梁剪切变形的影响及地基黏滞阻尼时,方程退化为常见的弹性地基Euler梁振动模型,其计算模型较为通用.分析了黏弹性地基梁在不同理论下的计算差别,结果表明:黏弹性地基Euler梁在高频段及梁长较短的低频段具有很大误差,黏弹性文克尔地基经典Timoshenko梁相对于Euler梁误差有所减小,但随阶次的增加相对误差逐次增大,在较高频段亦产生不可忽略的影响,证明了地基黏滞阻尼对地基梁振动低频段有较大影响.

摘要： 将结构振动特征值和特征向量的一阶摄动展式与概率理论相结合,结构随机特征值的方差就可以由刚度矩阵的摄动项、质量矩阵的摄动项和原始特征向量直接推导出来.上述方法在对实模态结构随机特征值变化范围的计算中,不涉及结构参数的相关系数矩阵,在工程实际中是易于实现的.具体操作上,只需要知道随机结构参数本身的方差(或标准差),而不是结构参数之间的相关系数矩阵,这使得计算随机结构特征值的统计学性质变得更为便利.实模态结构随机摄动方法被进一步改进并推广到复模态特征值领域.将改进的复模态结构随机摄动方法与概率理论相结合,推导出了随机复特征值方差关于随机结构参数的显式表达式.根据本文提出的方法,随机复特征值的方差能够由随机结构参数的统计量直接求出,那么相应的复模态结构的动力学重分析和不确定性分析也能够很方便地完成.通过两个数值算例表明了所提方法的计算效率和计算精度,所提方法对随机摄动方法在工程中复特征值问题的应用起到了推动作用.

摘要： 本文主要针对面向制动噪声的盘式制动器有限元复模态进行分析.

摘要： 在现行层间隔震分部设计法中,隔震层对上部子结构和下部子结构的边界影响并未充分考虑,从而导致上、下子结构的地震作用分布与真实情况存在较大差异,不利于在实际工程中应用.本文基于等效线性化思想、复模态理论和复振型完全平方组合准则(CCQC),针对层间隔震结构介绍了能考虑结构非比例阻尼特性和支座非线性的一体化设计方法.此外,将该一体化设计方法与分部设计方法进行了差异性分析.文末以非线性时程分析结果为精确解,对比分析了基于完全平方组合(CQC)和复振型完全平方组合(CCQC)组合准则的一体化设计方法.研究结果表明,相比于传统的层间隔震结构分部设计法,本文提出的一体化设计方法设计流程更加简洁、地震作用分布更趋合理,并能够更精确估计地震楼层剪力和构件内力等,确保层间隔震结构设计的合理性和结构安全性.

摘要： 针对砂砾岩储层孔隙结构复杂、模态成因机制不明的情况,以325块岩芯分析化验数据为基础,利用压汞、铸体薄片、扫描电镜及X射线-CT扫描等方法,开展了岩石相分类、孔隙结构模态和驱油效率差异机制的研究,从油田开发与实用相结合的方式考虑,将砂砾岩储层岩相分为3大类、7亚类、13细类.研究表明:不同孔隙结构模态特征及注水驱替效率差异较大.单模态岩石颗粒以粗砂岩为主,孔隙发育程度高,孔隙呈网络状结构,相互连通性较好,注水驱替模式以网络状连通驱替为主,效率较高.双模态岩石颗粒由砾岩和中粗砂岩两级颗粒组成,孔隙较发育,孔隙呈疏网状结构,相互连通性一般,注水驱替模式以星点状连通驱替为主,效率一般.复模态岩石颗粒由砾石、中粗砂岩、粉砂或泥质三级颗粒组成,孔隙发育一般,孔隙呈星点状结构,相互连通较差,注水驱替模式以零星散乱状驱替为主,局部存在高渗带,效率整体较差.相同岩相呈不同孔隙结构模态和不同的岩相呈相同的结构模态的情况普遍存在.颗粒排列方式及成岩作用差异改造导致了同相异态,而颗粒分选、磨圆、排列方式等因素形成了异相同态.

摘要： 首先将一般抗风抗震被动控制结构运动方程按主体结构的振型展开,把结构体系方程化为具有任意非对称质量、非对称刚度和非经典阻尼矩阵的n个自由度二阶动力方程组;然后用复模态理论解耦,利用随机振动理论获得结构动力响应解析式,并建立将结构分解为n个等效单自由度体系的一般方法;继而利用等效单自由度体系基于Davenport风谱随机风振响应的解析解以及等效自由度体系与现行抗震规范反应谱理论的对应关系,确定结构动力响应表达式中各参数的取值,建立抗风抗震被动控制基于Davenport风谱和抗震反应谱的设计响应及其等效静态风振力和地震作用的取值方法,将一般抗风抗震被动控制结构复杂的随机振动设计法化为简单实用的静态设计法.

摘要： 本文由预解式导出四个重要关系式,并证明其是状态空间复特征向量正交性补充关系式的展开形式,称之为位形空间正交性补充关系式.应用补充关系式,不仅使状态窨法得以完善,同时导出了位形空间复模态坐标解耦方程.

摘要： 如用模态理论求解系数矩阵非对称的振动微分方程,只能用具有双直交性的复模态理论,本文提出一种方法可将原方程转化为系数矩阵对称的振动微分方程,从而将双直交性的复模态理论转化为具有单直交性的复模态理论.如果阻尼为比例阻尼,则可进一步转化为实模态理论.

摘要： 对典型的输液管道的复模态进行了有限元计算分析.得到了这两种输液管道在不同管内流速下的复模态.在此基础上,总结出输液管道的复振型随流速的变化规律.然后对输液管道在外部激振力和流体激励下的动态响应进行了计算.比较了在不同激振力频率和不同管内流速情况下的管道动态响应,总结出了输液管道动态响应随外部激振力频率和管内流速变化的规律.

摘要： 本文利用复模态理论,分析了具有非经典阻尼的建筑结构在非平稳随机地震荷载作用下的非平稳响应问题.在响应的演变谱分析过程中应用了Priestley演变谱理论.最后通过了一个三自由度系统在非平稳随机地震荷载作用下的响应算例得出了一些有益结论.

摘要： 利用广义正交多项式作为时间有限元的形函数，推导出基于时间有限元的武器发射动载荷识别复模态模型。这种识别模型成功地将时域下动载荷识别复杂的逆卷积关系转变为广义正交域的线性算子逆运算，尤其适用于具有短时间样本的冲击类型武器发射动载荷识别，使该类问题在工程应用时的复杂程度得以简化。同时该方法为结构动力学逆问题的进一步研究提供了一个新的技术途径。

摘要： 该文针对具有竖弯和扭转运动的两自由度体系的颤振问题，提出一种通过迭代求颤振方程复模态解的方法，利用模态阻尼比小于零的判定条件，可以得到从风速为零到颤振发生整个过程中系统的振动形态。通过对干板和钝体的计算与分析，揭示了颤振发生的机理及各种断面颤振形态的内在统一性，该文还考查了各气动导数对颤振风速的影响，证明了气动耦合项对经典耦合颤振发生的必要性。

摘要： 该文用大阻尼粘弹隔震控制系统作为隔震层来控制桥梁结构在地震荷载作用下的动力响应，用状态空间法建立了隔震控制系统的运动方程并用复模态法对其进行动力分析，实桥计算结果表明应用该控制系统能够较大的减少桥梁结构的地震响应，隔震效果是非常显著的。

摘要： 发明了一种基于移动复相关系数的多模态数据融合方法：属于空间数据融合分析方法。在一定空间范围内的数据，一个事物往往由其他多种数据因素影响，并与特定范围内的空间位置相联系。传统的方法只是针对两两因素之间相关性的度量，忽略了一种因素同多种因素之间的相关关系，并且全局范围的分析容易使局部。因此，本方法提出了基于移动复相关系数的多模态数据局部相关性分析方法。定义计算窗口，计算窗口区域内一种因素同其它所有因素的复相关系数，遍历采样区域，形成复相关系数矩阵，以此分析一种因素和其他多种因素的相关性。该方法引入了数据的局部空间特征，通过局部复相关系数的计算显示多模态数据之间“一对多”的相关关系。

摘要： 本发明提出了一种基于复模态的线性反馈增益调度控制方法。所述方法包括以下步骤：S1，建立被控对象的动力学模型，获取被控对象的复模态特征；S2，利用模态截断法对动力学模型进行模态缩减，基于线性黎卡提方程设计复空间下的线性反馈控制器；S3，考虑控制器饱和的情况，设计增益调度控制器，在保证闭环稳定的情况下最大限度地利用控制器效能。本发明解决了被控对象采用复模态表征时的控制器设计的问题。

摘要： 本发明属于工程结构监测数据分析技术领域，涉及带有比例阻尼结构模态识别方法中的复模态辨识方法。首先通过短时傅里叶变换及单源点检测获取构成实振型的单源点集合，再通过层次距离方法求解实振型；通过自然激励技术和希尔伯特变换获取脉冲响应及其希尔伯特变换，建立模态响应与响应的关系，求解复模态信息。该发明通过明确地表达式给出了带有比例阻尼结构隐藏的复模态的求解步骤，从本质上揭示了结构振动规律。

摘要： 本发明公开了一种基于复模态分析法的双排行星齿轮传动均载系数试验方法，它包括以下步骤：步骤1、测试各部件的质量和固有频率；步骤2、对双排行星齿轮箱进行理论建模；步骤3、对双排行星齿轮系统进行复模态分析，得到齿轮箱系统的振型模态、固有频率；并获得联系行星齿轮模态特性与均载行为的关键方程；步骤4、将部件质量、固有频率和模态参数输入到均载系数求解公式中，得到系统的均载系数。本发明的优点：1、本发明采用数学建模，不需要安装试验台，降低了试验成本；2、本发明避免试验台安装过程出错而导致试验台拆解重新安装，缩短试验周期；提高试验效率。

摘要： 本发明公开了一种含阻尼结构有限元模型的复模态评估方法，首先根据试验复频率和仿真复频率的相对误差求出复频率相关性系数，并通过模态置信度准则求出试验和仿真的复振型幅值相关性系数、通过定义的矩阵范数求出复振型相位相关性系数；然后使用梯形隶属函数，将复频率、复振型幅值及复振型相位相关性系数模糊化，得到该三类影响因素的模糊关系矩阵，将模糊关系矩阵及各阶模态权重集加权运算得到各影响因素的评估结果；最后将各评估结果及三类影响因素的权重集进行加权运算得到一个综合评估值。本发明考虑了阻尼对结构响应的影响，适用于含阻尼结构模型的修正、误差位置识别及预估模型的动响应准确性，其计算方法实施规范，便于用计算机编程实施。

摘要： 本发明公开了一种基于矩阵摄动理论的复模态随机特征值直接方差求解方法，该方法首先根据矩阵摄动理论，推导了结构在刚度、阻尼和质量等参数发生变化时，结构振动的复模态特征值和相应特征向量的一阶摄动量，然后基于复模态结构的特征值和特征向量的一阶摄动量，结合概率理论，建立了计算结构复模态特征值变化范围的直接方差求解算法。本发明方法在进行非对称结构系统的复特征值分析时，无需已知或者假定结构参数的相关系数矩阵，就能够快速准确地得到结构系统的复模态特征值的变化范围，因此极大地方便了本方法在大型结构中的工程应用。

摘要： 本发明涉及轴承技术领域，公开了一种基于复模态分析理论的轴承打滑振动噪声分析方法，以高速运转的角接触球轴承为对象，通过复模态分析理论，在不同摩擦系数、不同预紧力以及不同弹性模量条件下，轴承出现打滑时产生摩擦振动噪声的倾向性进行分析；通过求解轴承滚动体与轴承圈接触面的摩擦系统模型以及对方程特征值的提取，对不同工况或不同材料属性下的摩擦噪声进行分析和预测；其中，所述的轴承出现打滑是指滚动体和轴承的内圈和/或外圈在轴承的周向上发生位移。本发明的技术方案能够对不同工况或不同材料属性下的摩擦噪声进行分析和预测，对轴承系统的减振降噪提供参考，具有重要意义。

摘要： 本发明属于工程结构监测数据分析技术领域，涉及带有比例阻尼结构模态识别方法中的复模态辨识方法。首先通过短时傅里叶变换及单源点检测获取构成实振型的单源点集合，再通过层次距离方法求解实振型；通过自然激励技术和希尔伯特变换获取脉冲响应及其希尔伯特变换，建立模态响应与响应的关系，求解复模态信息。该发明通过明确地表达式给出了带有比例阻尼结构隐藏的复模态的求解步骤，从本质上揭示了结构振动规律。

摘要： 本发明公开了一种基于复模态分析法的双排行星齿轮传动均载系数试验方法，它包括以下步骤：步骤1、测试各部件的质量和固有频率；步骤2、对双排行星齿轮箱进行理论建模；步骤3、对双排行星齿轮系统进行复模态分析，得到齿轮箱系统的振型模态、固有频率；并获得联系行星齿轮模态特性与均载行为的关键方程；步骤4、将部件质量、固有频率和模态参数输入到均载系数求解公式中，得到系统的均载系数。本发明的优点：1、本发明采用数学建模，不需要安装试验台，降低了试验成本；2、本发明避免试验台安装过程出错而导致试验台拆解重新安装，缩短试验周期；提高试验效率。

摘要： 本发明提出了一种基于复模态的线性反馈增益调度控制方法。所述方法包括以下步骤：S1，建立被控对象的动力学模型，获取被控对象的复模态特征；S2，利用模态截断法对动力学模型进行模态缩减，基于线性黎卡提方程设计复空间下的线性反馈控制器；S3，考虑控制器饱和的情况，设计增益调度控制器，在保证闭环稳定的情况下最大限度地利用控制器效能。本发明解决了被控对象采用复模态表征时的控制器设计的问题。