连接界面不定性对筋板结构中频振动的影响.pdf

第 34卷第 4期 振动、测试与诊断 Vo1．34No．4 2014年 8月 Aug．2O14 JournalofVibration，Measurement Diagnosis 连接界面不定性对筋板结构中频振动的影响 纪 琳 ， 黄震宇 (1．山东大学机械学院 济南，250061) (2．上海交通大学信息与 自动化学院 上海 ，210014) 摘要 以一个具有典型中频振动特征的简单梁板组合结构为例，讨论了连接界面不定性对于工程中常用的筋板类 结构振动响应的主要影响特征以及对于中频混合模型法 (hybridFE／sEAmethod)的计算有效性与准确性的一般 影响规律。分析表明：连接界面 自由度数 目不确定性的影响比连接界面位置的不确定性的影响更为显著，尤其是 当界面 自由度数 目较少的情况下，随着筋板 间的动态特性差异的增大，连接界面不定性的影响逐渐增强 。采用 中 频混合模型法进行计算时应尽量减小连接界面 自由度数 目的不确定性，这对于梁板间具有较大动态特性差异的筋 板组合结构的中频振动响应的准确预测来说显得尤为重要 。 关键词 中频振动；长波子系统 ；短波子系统；筋板组合结构；混合模型法 中图分类号 TB53；032；TH11 学术界和工程界的广泛认知口 ]。值得一提 的是 ， 1 问题的引出 该混合模型法将所有子系统间的连接边界均视为确 定性子系统的一个组成部分 ，没有考虑连接边界 的 筋板组合结构作为工程 中的常用结构 ，其动态 不确定问题。在实际工程 中，由于制造、安装、装配 、 响应通常由筋所引起的长波变形和板所产生的短波 磨损和老化等 因素存在 ，子系统间连接边界的参数 变形共同组成 。其 中，长波变形对于组合系统的整 不定性是不可避免的[】。显然，连接界面的参数不 体运动形式有着主导性 的影响，而短波变形仅对于 定性将会在某种程度上对组合系统的长波和短波变 系统的局部运动产生影响。由于此类运动形式的复 形部分均产生一定的影响。 杂性 ，使得传统的低频确定性分析方法 ，如有限元法 为了探讨连接边界的参数不定性对于筋板类结 (finiteelementanalysis，简称 FEA)和高频统计性 构 中频振动响应的主要影响规律 ，笔者建立起一个 分析方法 ，如统计能量法 (statisticalenergyanaly— 简单的梁一板模型，如图1所示。从连接点数 目的不 sis，简称 SEA)均不能够有效适用 。因此，学术界 确定性和连接边界位置 的不确定性两个方面，量化 将有着显著长、短波变形共存 的振动定义为中频振 分析连接界面不定性对于梁的动态响应和板的能量 动口]。同时，由于系统的中频振动往往 是由于系统 响应的影响特性 ，并结合 hybridFE／sEA 的计算结 中含有动态特性差异悬殊 的子系统造成的，因此又 果 ，讨论该混合模型法计算的有效性受界面不定性 将这类系统泛称为复杂组合系统口]。 影响的关系。 复杂组合系统的中频振动问题引起了越来越多 的关注 ]。 目前 ，解决 中频振动 问题较为广泛使用 的是混合模型法 _8]，主要原理是将不同类型的子系 统采用不同的分析方法分别进行描述。混合模型法 中理论发展最为完善、影响力最广的是将 FEA方法 与 SEA方法通过扩散场互逆性关系_9而建立 的 图 1 简单梁板组合模型 hybridFE／sEA法I】，其计算有效性和实用性获得