结构振动、冲击、碰撞计算、动力优化设计、振动疲劳分析与振动台试验模拟

大纲

主要内容

概述

1、结构动力学分析的定义和目的

2、结构动力学分析的不同类型

3、结构动力学控制方程

4、动力计算基本概念和术语

5、结构动力学不同分析类型的关系

结构阻尼和数值阻尼

1、阻尼的定义                    

2、阻尼的类型

3、结构通用动力学方程            

4、单自由度系统的粘性阻尼

5、阻尼矩阵                     

6、数值阻尼

工程实例-1：弹簧振子系统振动模态计算

结构模态计算

1、模态分析简介

2、模态计算理论

3、固有频率与模态振型

4、参与系数，有效质量

5、模态提取方法

6、模态计算中接触设置

7、模态计算设置

8、复模态理论

9、非对称复模态

10、有应力结构的模态分析方法

11、非线性模态及其求解方法（线性摄动法）

12、湿模态理论及其求解方法

工程实例-1：基于模态理论的车轮选型分析

工程实例-2：刹车盘摩擦啸叫的非对称复模态计算

工程实例-3：风扇模态的应力刚化和旋转软化效应分析

工程实例-4：橡胶支撑结构的非线性模态计算

工程实例-5：多盘转子结构的临界转速计算

工程实例-6：盛水水槽的湿模态计算

谐响应分析

1、谐响应分析简介              

2、谐响应分析理论

3、谐响应分析中接触设置        

4、基于完全法的谐响应分析

5、完全法中阻尼设置原理

6、谐响应分析支持的边界和载荷类型

7、完全法的计算设置

8、基于模态叠加法的谐响应计算方法

9、谐响应分析后处理方法

工程实例-1：薄壁钢板的预应力谐响应分析（正弦扫频分析）

瞬态动力学分析

1、瞬态动力学简介

2、瞬态动力学理论

3、积分时间步长选取准则

4、完全法的基本设置

5、完全法的初始条件       

6、完全法的支持的载荷和支撑条件

7、基于模态叠加法的瞬态动力学

8、冲击载荷作用下结构动力响应计算

9、 结构碰撞动力计算

工程实例-1：电路板跌落与碰撞计算

工程实例-2：连杆机构刚-柔耦合多体动力学计算

工程实例-3：高层建筑结构的地震响应计算

工程实例-4：冲击载荷作用下船用配电箱的动力响应计算

响应谱分析

1、响应谱分析简介

2、生成响应谱的方法

3、响应谱分析的类型

4、单点响应谱分析

5、多点响应谱分析

6、响应谱计算的设置

工程实例-1：建筑结构地震反应的响应谱分析

工程实例-2：配电箱冲击响应谱分析

随机振动

分析

1、随机振动分析简介        

2、生成功率谱密度（PSD）的方法

3、随机振动分析理论             

4、PSD曲线拟合

5、PSD分析设置

6、随机振动1σ 2σ 3σ计算结果的解释

工程实例-1：PCB电路主板的随机振动分析

工程实例-1：电动汽车动力电池箱随机振动试验仿真

结构冲击

计算

1、概述                    

2、等效静态方法（冲击设计因子方法）

3、谱分析法

3.1冲击响应谱法               

3.2动力设计分析方法（DDAM）

4、时域分析法

5、冲击响应谱转时域载荷的方法

6、我国军标与德国军标中冲击载荷的取用规则

工程实例-1：船用配电箱的冲击响应谱分析

工程实例-2：船用配电箱的DDAM分析

工程实例-3：冲击载荷作用下船用配电箱的时程响应计算

结构振动高级分析技术

1、非一致（多点）激励问题的模拟计算

2、基于加速度法的结构振动计算

3、基于位移法的结构振动计算

4、基于大质量法的结构振动计算

5、基于大刚度法的结构振动计算

工程实例-1：质量点-弹簧振动系统的加速度法模拟

工程实例-2：质量点-弹簧振动系统的位移法模拟

工程实例-3：质量点-弹簧振动系统的大质量法模拟

工程实例-4：质量点-弹簧振动系统的大刚度法模拟

工程实例-5：基于加速度法的高层建筑地震响应模拟

工程实例-6：基于大质量法的大跨刚构桥地震非一致激励动力分析

工程实例-7：基于位移法的大跨度桥梁的地震非一致激励动力分析

结构振动台试验模拟技术

1、概述                          

2、振动台与结构模型的连接

3、oct/min和dB/oct的含义及其在ANSYS中的定义方法

4、正弦定频试验模拟方法

5、正弦扫频试验模拟方法

6、随机振动试验模拟方法

7、冲击试验模拟方法

8、时域激励振动试验的模拟方法

工程实例-1：货架结构正弦扫频的振动台试验模拟

工程实例-2：核安全壳冲击试验的大质量法模拟

工程实例-3：电动汽车动力电池箱随机振动试验仿真

工程实例-4：基于位移输入的建筑缩尺模型振动台试验过程的时域仿真计算方法

结构动力优化

1、结构优化设计简介

2、优化设计中常用术语

3、结构优化方法与计算设置原理

4、结构动力优化原理 

5、结构动力优化的分析系统

工程实例-1：基于FEM-GA（有限元-遗传算法）的主轴振动特性优化计算

工程实例-2：基于动力优化设计的多盘转子临界转速提升方法

结构振动疲劳寿命计算

1、随机振动疲劳背景

2、疲劳计算方法对比

3、S-N曲线的描述

4、疲劳累积损伤理论

5、基于频域法的结构振动疲劳寿命分析原理

6、结构随机振动疲劳寿命分析流程

7、基于AWB-Ncode的振动疲劳计算方法

工程实例-1：自行车前叉振动疲劳寿命计算

备注

1、开课前老师会针对学员反馈的技术问题进行分析，对共性问题在课堂中老师会与学员共同分析探讨、个性问题将在课下单独交流。

2、请学员自带笔记本电脑，安装Ansys2020R2和Ncode2020R2软件。