“结构动力与优化、振动疲劳与振动台试验”专题培训

大纲

课程受益

主要内容

一、概述

理解结构动力学基本概念、了解常见结构动力分析类型

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

二、结构阻尼和数值阻尼

理解结构阻尼和数值阻尼的含义和作用，掌握阻尼处理技巧

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、各种动力分析方法的阻尼矩阵      

6、数值阻尼

工程实例-1：弹簧振子系统振动模态计算

三、结构模态

计算

掌握结构模态计算技巧

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

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

四、谐响应分析

掌握谐响应分析计算原理和计算技巧

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计算与共振分析

五、瞬态动力学分析

掌握瞬态动力学分析的计算原理、

流程、方法和技巧

1、瞬态动力学简介                  

2、瞬态动力学基本理论

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分析

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

六、响应谱分析

掌握响应谱分析的原理与计算技巧

1、响应谱分析简介

2、响应谱生成原理

3、响应谱的生成方法

4、响应谱分析的类型

5、单点响应谱分析

6、多点响应谱分析

7、ANSYS响应谱计算的设置方法

工程实例-1：基于响应谱法的设备机柜动力响应的计算

七、随机振动

分析

掌握随机振动分析理论、流程和

计算技巧

1、随机振动分析简介

2、功率谱密度（PSD）的概念与生成方法

3、随机振动分析理论

4、PSD曲线的拟合方法               

5、随机振动分析设置

6、随机振动为什么为概率解？

7、随机振动1σ 2σ 3σ下的概率计算结果的解释

工程实例-1：电动汽车动力电池箱随机振动试验仿真

八、结构冲击与穿甲计算

掌握冲击、穿甲分析理论、流程和计算技巧

1、概述

2、冲击计算的等效静态方法（冲击设计因子方法）

3、冲击计算的谱分析法

3.1冲击响应谱法

3.2动力设计分析方法（DDAM）

4、冲击计算的瞬态动力学分析法

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

7、穿甲问题的显式动力学模拟方法

工程实例-1：海上浮动核电站压力容器抗冲击计算（DDAM分析）

工程实例-2：冲击载荷作用下船用配电箱的时程响应计算

工程实例-3：爆炸飞片击穿压力容器的过程模拟

九、结构振动高级分析技术

掌握加速度法、

位移法、大质量法和大刚度法的原理与计算技巧

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

十、结构振动台试验模拟技术

理解并掌握结构振动台试验模拟

方法与技巧

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：基于大质量法的货架结构正弦扫频振动台试验模拟

工程实例-2：基于军标的星载设备基座连续（多次）冲击试验模拟与评估

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：定频激振下压力容器焊缝疲劳寿命试验仿真分析

十一、结构动力优化

掌握结构动力优化的求解流程及技巧

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）的电机主轴频率优化计算

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

十二、结构振动疲劳寿命计算

掌握振动疲劳寿命计算技巧

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