薄壁圆柱结构水下试验模态分析

薄壁圆柱结构水下试验模态分析

一、薄壁圆柱体结构水下试验模态分析(论文文献综述)

吴济航[1](2021)在《基础不均匀沉降下储液罐地震动力响应分析》文中进行了进一步梳理立式圆柱形钢制储罐可用于储存石油、液化天然气等能源,是一种典型的薄壁结构。这种结构在地基不均匀沉降或地震作用下都可能发生失效,导致储液泄漏,造成经济损失、人员伤亡,因此需对其进行研究,以确保储罐的安全运行。本文建立了一种带不均匀沉降储液罐在地震载荷作用下的动力响应数值分析方法,研究不均匀沉降对储液罐地震响应的影响,同时对不均匀沉降和地震载荷作用下的储液罐大角焊缝强度开展研究。完成的主要工作及获得的成果如下:(1)基于双向流固耦合技术建立了一种考虑罐-液耦合作用的储液罐地震时程分析方法,并对某4000m3固定顶储液罐进行了地震动力响应数值模拟分析。先对不同储液高度的储液罐进行湿模态分析,为瞬态动力学分析做准备,发现随着储液增加储罐固有频率逐渐降低,且液晃模态的固有频率相对最低,最容易被激发;拟合出一条基本设计加速度为0.2g的人工地震波用以加载,详细介绍了在水平地震波作用下储液罐的非线性动力时程分析方法,并采用该方法对某一试验模型罐进行了波高验证,证明了方法的可靠性;最后对储罐地震响应进行了分析,结果表明液晃波高小于标准中公式的计算值,且罐底提离、罐壁应力与变形都较小,说明所加地震波对储液罐影响较小,储罐是较为安全的。(2)针对不均匀沉降储液罐,建立了其在地震载荷作用下动力响应的数值模拟方法。改变水平地震波的方向角,每隔30°分别作用于不均匀沉降下的储液罐,以研究不均匀沉降的周向分布形式对储液罐地震响应的影响,发现罐壁最大应力多集中于地基向上隆起区域内的罐壁上,说明地基向上隆起对储罐罐壁强度的削弱作用比地基向下沉降更大;分析了罐内储液高度对液晃波高及罐壁应力和变形的影响,随着储液高度的增加,液晃波高和罐壁应力都逐渐增大,而罐壁变形则逐渐减小。(3)基于多单元混合建模方法,开展了不均匀沉降与地震载荷作用下储液罐大角焊缝的强度分析。分别对不均匀沉降工况、地震工况、不均匀沉降加地震工况下储液罐的大角焊缝强度进行了对比研究,分析最大峰值应力出现位置的Mises应力在地震作用时间内随时间的变化情况,发现其变化范围较大,表明该结构的应力对动水压力变化较敏感。

张春云[2](2021)在《横向爆炸载荷下泡沫铝填充管的动态响应》文中研究说明泡沫铝填充单管与双管因具有良好的抗冲击性能、能量吸收性能而作为能量缓冲装置,广泛应用在汽车、交通、航天航空等领域中。在爆炸载荷作用下,该结构可能因发生较大的塑性变形而发生失稳。本文以泡沫铝填充单管与双管为研究对象,结合理论分析与数值模拟研究了动态响应。主要工作如下:(1)采用数值模拟与理论分析相结合的方法研究横向爆炸载荷下泡沫铝填充单管的动态响应。利用有限元软件ABAQUS/EXPLICIT对横向爆炸载荷下泡沫铝填充单管的塑性变形进行了数值模拟研究,分析了泡沫铝的相对密度、外管的直径与壁厚等因素对结构动态响应的影响。基于理想刚塑性地基梁模型,结合模态分析法,建立了预测横向爆炸载荷下泡沫铝填充管跨中挠度的理论分析模型,并进行了无量纲分析,给出了跨中无量纲挠度随无量纲冲量的变化规律。泡沫铝填充管跨中挠度的理论预测与数值模拟结果的误差在20%以内,表明所建立的理论分析模型合理可行。泡沫铝相对密度对横向爆炸载荷下填充管的跨中挠度有较大的影响,随着泡沫铝的相对密度的增大,填充管跨中挠度减小。随着外管直径与壁厚的增大,跨中挠度减小。理论分析中假设的两种模态函数对填充单管跨中挠度的影响较小。(2)结合理论分析与数值模拟研究了横向爆炸载荷下泡沫铝填充双管的动态响应。建立了泡沫铝填充双管的有限元模型,研究了横向爆炸载荷下的动态响应,分析了泡沫铝相对密度、圆管的壁厚对结构动态响应的影响。建立了预测横向爆炸载荷下泡沫铝填充双管跨中挠度的理论分析模型。系统分析了长径比、圆管的壁厚、芯层厚度、泡沫铝相对密度与爆炸载荷峰值、衰减常数等参数对跨中无量纲挠度的影响。研究结果表明:跨中挠度的模态解与数值模拟结果具有较好的一致性。跨中无量纲挠度随着长径比的增大、圆管壁厚的减小、泡沫铝相对密度的减小、厚度的减小而增大;随着无量纲冲量的增大、爆炸载荷峰值的增大、衰减常数的增大而增大。

胥炳臣[3](2021)在《水下运动物体的尾流内波及声场特性研究》文中研究说明

李飞鹏[4](2021)在《船舶舱段结构非线性振动与辐射噪声特性研究》文中研究指明

杨溪[5](2021)在《MEMS仿生矢量水听器的优化设计》文中指出MEMS仿生矢量水听器具有体积小、功耗低、低频响应特性好以及可实现单只定向等优点,为提高鱼雷、UUV和空投浮标等小型平台的作战能力提供了选择。然而,MEMS仿生矢量水听器仍然存在灵敏度低、抗振动性能不好等问题,因此,该论文主要通过优化MEMS仿生矢量水听器敏感结构及封装设计以达到可灵活应用于水下小型作战平台的效果。主要研究内容包括水听器敏感结构设计、理论分析、仿真分析、制作、封装以及性能测试等。首先对水听器敏感单元进行优化,设计了空心纤毛敏感结构。中空圆柱体作为水听器接收声信号结构,不仅可以确保敏感单元接收声音的面积以提高灵敏度,而且拥有较轻的质量从而保证整体结构的稳定性。纤毛结构比较简单可以确保水听器批量生产的一致性。通过仿真验证了空心圆柱纤毛设计的合理性。同时,设计了另一种差分式纤毛敏感结构。当低频振动信号与声信号频率相同时,无法通过窄带滤波将振动干扰去除。通过设计纤毛上下对称结构水听器,使其具有较好的机械对称性,来实现振动信号的抵消。主要用于抑制平台振动噪声,提高水听器的信噪比以及抗冲击能力,使其可刚性固定于UUV等平台上。其次,从理论方面分析了水听器封装结构。优化了水听器封装管壳。设计真空灌油方案并搭建平台,解决水听器封装过程中出现气泡等问题,提高水听器生产的一致性以及耐静水压能力。最后,对制作的水听器进行一系列的性能测试。利用驻波管校准系统,采用比较校准法对所制作的水听器进行灵敏度和指向性标定。利用海洋静压环境模拟试验机、振动与冲击传感器自动校准系统、大功率振动台以及驻波管校准系统对水听器进行耐静水压、抗振动以及抗冲击等一系类环境适应性测试,为实现水听器进一步工程应用奠定基础。

王昱昊[6](2021)在《薄壁筒工件车削颤振稳定性分析》文中认为由于壁厚较薄、刚度较弱,薄壁圆柱筒工件的切削加工一直是机械行业的重点和难点。在动态切削力的作用下,工件和刀具的接触点处极易发生强烈的颤振,从而使工件表面留下振痕,严重影响加工效率及表面精度。此外,在加工过程中,由于工件材料不断被去除,以及刀具切削位置的变化,使得切削系统是一个时变系统。为此,本文从动力学建模的角度,考虑时变厚度、时变位置的影响,分析薄壁圆柱筒工件的车削固有特性,将振动系统稳定性的问题转化为临界切削宽度选取值的问题,用稳定性极限图的方式来分析切削加工的稳定性,从而在实际加工前更好的预测可能出现的振动问题。本文的主要研究内容包括:1)建立薄壁圆柱筒工件静止态的动力学方程,采用梁函数法对固支—简支和固定—自由两种边界条件下工件的固有特性进行求解,得到其固有频率及对应振型,并采用有限元软件对工件进行模态分析,求得其静止态下的固有频率及对应振型,并进行对比,验证了有限元模型的正确性。通过分析不同厚径比、长径比的薄壁圆柱筒工件固有频率的变化规律,发现随着工件厚度的不断减小、长度不断增加,工件固有频率呈现下降趋势,但各阶模态振型会发生迁移现象。为后续稳定性分析中固有频率的求解与验证奠定了基础。2)基于再生型颤振机理,分别建立单自由度、两自由度薄壁筒车削系统的时滞微分方程,采用解析法和半离散法分别对时滞项进行处理,得到相应的稳定性极限图,对比发现,半离散法允许在任何稳定切削条件下直接预测稳定状态,即半离散法适用性更强,更具备一般性。对于单自由度车削颤振系统动力学模型,根据相应的稳定性极限表达式,分析了不同加工参数对振动系统稳定性的影响规律;对于两自由度车削颤振系统动力学模型,重点研究了刀具与工件参数匹配的差异性对稳定性的影响,从而能够寻找到一个最佳的车削工况,在高效率加工的同时,有效避免颤振的发生。3)考虑切削过程中时变因素的影响,分析单次走刀下工件固有频率的变化规律,针对该时变工件,建立了有限元时变模型,获得了时变有限元极限图。通过仿真分析发现采用反向车削可以有效提高车削薄弱处的稳定性;通过对时变工件模型进行分析,发现耦合系统的稳定性在总体上呈下降趋势,但在局部会出现向上波动,这与实际也是相符的。对工件参数进行时变建模与稳定性分析可以在一定程度上准确预测颤振发生位置,为后续在线监测与控制提供参考,在车床CA6140上进行薄壁筒工件的车削加工试验,验证了时变稳定性极限图的正确性;根据试验发现,采用两自由度耦合振动系统的稳定性预测图选取切削宽度可以更可靠地预估颤振发生率。4)在对薄壁筒工件车削颤振稳定性理论分析的基础上,开发了刀具-工件车削颤振稳定性预测软件。该软件直接将理论分析结果可视化,辅助加工者在实际加工前寻找到稳定域更大的区域,并且能够计算出指定主轴转速下所对应的最大切削宽度,提高加工效率。开发该软件可以方便工程应用,节约理论研究成本,实现薄壁筒车削加工稳定性的可视性、精确性及加工高效性。

张凌[7](2021)在《水下排气气泡流声学特性和降噪方法实验研究》文中提出水下排气气泡流在形成过程中会向外辐射声信号,其声信号中富含气泡流内气泡的大小、数量和分布等信息,气泡流声学特征的利用和控制是很多领域目前关注的热点。例如,在过程工业中,通过分析鼓泡塔内气泡流辐射声信号的特征,可以检测塔内气泡流的流动状态,从而为生产操作提供指导;而在水下航行领域,可以利用排气参数与声信号特征之间的关系,通过优化排气参数来降低排气噪声强度。简而言之,理解和认识水下排气产生的气泡流的声学特性和机理,掌握气泡流声学特征和排气参数之间的定量关系,对于水下被动声学检测和水下排气降噪等诸多工程领域都具有重要意义。本文以水下排气所形成的气泡流为研究对象,针对气泡流在产生时向外辐射的声信号,通过理论分析和实验研究等方法,对其产生机理、时频特性以及频率特征随排气参数的变化规律展开了深入研究,为基于气泡流的水下被动声学检测和水下排气降噪方法的研究提供支持,主要工作如下:(1)设计并搭建了水下排气气泡流声场-流场同步测量实验系统,并结合气泡声学研究了水下排气气泡流的声特性及其形成机理。结合气泡声学、图像处理以及数字信号处理等方法,研究了气泡流辐射声信号的时域、频域和时频域特征及特征的形成机理;通过气泡流流场和声场同步分析,研究了气泡流声信号的产生机理。(2)结合气泡声学、气泡动力学,建立了水下排气气泡流主导频率与排气参数之间的定量关系,并利用实验研究对其进行了验证。基于信号处理和统计分析,提取了能够有效表征气泡流声信号频域能量分布的等效峰值频率;结合气泡动力学、气泡声学理论,以气泡参数为桥梁,建立了气泡流主导频率与排气气体流速、孔口直径和孔口数量这三个主要排气参数的定量关系,并结合控制变量的实验方法对定量关系进行了验证;基于所建立定量关系,分析了各排气参数对气泡流辐射声信号特征的影响规律。(3)基于气泡流主导频率和排气参数之间的定量关系,提出了一种排气降噪方法并对其降噪效果进行了实验研究。基于频率受排气参数的影响规律,提出使用多个小直径孔口来替代单个大直径孔口的排气降噪方法,通过提高排气噪声频率来加速噪声衰减;据此设计了一种有效的水下排气降噪装置,并通过实验研究了装置的降噪效果。本文针对水下排气气泡流辐射声特性的研究,揭示了气泡流的声特性及其形成机理,建立了气泡流声特征参数和水下排气参数之间的定量关系,从而为水下被动声学检测提供理论支撑;基于定量关系提出的水下多孔排气降噪方法,以及基于降噪方法设计的有效的水下排气降噪装置,能够为水下排气降噪提供新的思路和方法。

郝聪聪[8](2021)在《湍流测仪器的关键技术研究》文中进行了进一步梳理海洋湍流是一种连续的不规则流动,其中蕴含了很多不同尺度的涡旋。湍流是海洋动能耗散的主要形式,是海洋宏观现象的原动力。对气候、深海环流、潮汐预报等人类活动有重要意义。湍流混合是深海能量和物质输送的动力来源,理解不同尺度的现象和能量级联至关重要。获得精确的湍流数据对研究海域宏观运动和物理机制具有重要意义。海洋湍流的活动范围是全海深的,从海面延伸至海底,但由于探底控制难度大、设备成本高,目前无法对海底边界层数据进行观测。当前的湍流观测数据主要揭示了1000米以浅的单垂线通路特征,实现我国6000米全海深湍流观测是透明海洋体系的关键。由于传统的湍流传感器只能实现一维观测,缺少复杂三维流场湍流的方向性特征。而且为实现矢量观测,过去采用两个一维传感器正交布放,这样的观测方式为非单点观测且分辨率低。因此,急需开发一种二维矢量湍流传感器。对海洋湍流的产生过程而言,它涉及从“10米量级”到“米级尺度”再到“厘米量级”的动力学过程,“米级尺度”的翻转过程是湍流形成的关键。这种“米级尺度”的翻转结构具有多点相关性。因此,完整刻画湍流的产生过程需要具有水平多点相关性的“米级尺度”观测。而目前的湍流观测仪器缺乏对米级边界层等湍流微细结构的水平相关结构和演化研究。为实现深海多剖面精细化观测,提升海气、海底边界层等关键区域湍流演化认知,亟需开展新型湍流感测原理和仪器设计研究。本文以基于MEMS技术研制的高空间分辨率、矢量型湍流传感器为核心,开发了一种低成本、全海深湍流混合矩阵式剖面观测仪器:采用子母弹形式实现6000米全海深观测;首先矩阵式剖面观测仪器跨越上混合层,在500米以深洋流运动相对平缓处实现子母弹分离,子弹同步释放,呈矩阵式下潜,可以有效保障子弹独立运行姿态和水平同步观测数据的质量。当子弹穿越海底边界层,到达近海底位置再上浮回收,可以精确的测量海底边界层的湍流结构。在回收子弹时,创新性地提出了利用波浪能量转化为电能给传感器供电的想法。采用可靠数据回收、设备重复利用技术,降低仪器使用成本;基于矩阵式剖面观测开展湍流混合和边界层演化研究。基于MEMS技术的全海深湍流混合矩阵式剖面观测仪器的成功研制,可实现全海深湍流混合的水平时空同步化立体观测,拓展海洋观测的时空覆盖范围及监测尺度,提升深远海“透明海洋”科学认知,优化湍流相干结构与多尺度耦合精细研究,进一步搭建深海湍流混合的物理数学模型,突破现有海洋观测局限性,提升深海研究能力,实现海洋环境的可预报性,对发展深远海观测、监测和研究具有重大意义。本文的研究要点为:1.研发了基于子母弹技术的全海深湍流混合矩阵式观测仪,采用三盘释放的机械结构结合电磁铁控制的释放方案,突破了深海高压环境下子母弹同步分离控制的关键技术。2.提出了一种MEMS二维湍流传感器,由仿生纤毛和四梁微结构组成。通过仿真分析设计了传感器的具体参数,对传感器进行共振频率测试,同时搭建了室内湍流测试平台,与PNS传感器进行了对比测试。经验证,MEMS湍流传感器具有矢量性,可耐压40MPa。3.针对子弹的回收,提出了收集海洋能量为回收之前的仪器供电的方案。基于摩擦起电和电磁感应原理提出了两种不同结构的摩擦-电磁复合发电机,采用的盒状摩擦-电磁发电机可利用互补机制在二维方向收集波浪能,其中电磁部分和摩擦部分的最大输出功率分别为14.9m W和0.08m W,并搭建了一种自供电无线传感系统。4.矩阵式仪器经过湖试,验证了基本功能并测得湍流信号。

宋广明[9](2021)在《深水隔水管柱力学及垂直系统与涡激振动抑制的研究》文中研究说明随着深水油气勘探开发活动的增加,海洋钻井工程中薄弱易损的关键构件——隔水管柱,所处的工况愈发恶劣,其力学行为也愈发复杂,并造成多种危害,严重影响施工作业。深水隔水管柱在恶劣工况下,往往会产生较大弯曲变形进而造成管柱损伤甚至引发安全事故,而目前在隔水管力学特性的研究中很少考虑管柱的几何非线性变形。弯曲变形的隔水管柱极易与其内部的钻柱相互摩擦并产生磨损,显着影响作业安全和效率,而调整隔水管系统中的设备参数、使用钻杆保护器等措施并不能从根本上解决该问题。涡激振动是造成隔水管柱损伤的另一个主要因素,而现有的涡激振动抑制装置还存在一些不足。本文建立了深水钻井隔水管柱大挠度几何非线性三维模型,研究了相关求解方法以及几何非线性对隔水管柱力学计算的影响。该模型考虑了管柱的轴向线弹性变形、纵向振动、运动管柱相对海洋流体质点的速度矢量变化。使用奇异函数对管柱上的不连续量进行表达,并与Galerkin有限元法结合使计算求解更加直观、简便。采用Newmark-β法进行时域迭代、Newton-Raphson法建立增量方程求解,并编写了MATLAB计算程序。研究表明:几何非线性对隔水管柱力学特性计算结果的影响较明显。基于上述模型和计算方法研究了复杂海洋工况下隔水管柱的力学特性。对隔水管柱进行了模态分析,对海流作用下的隔水管柱进行了静力分析,以海流为背景流对线性波浪、内孤立波及二者联合作用下的管柱动力响应进行了分析,基于不相关原则(倾斜圆柱体的涡激振动与平行于轴向的来流分量无关)对海流作用下隔水管柱的涡激振动进行了分析。研究发现:浮力块、海流流速、不同海洋波流的方向夹角对管柱的动力特性影响较大,涡激振动中管柱各向位移响应均具有窄带特征。为了减少隔水管柱的弯曲变形,研究了一种能使隔水管柱在海洋工况下实时保持垂直的装置——深水钻井隔水管垂直系统,分别进行了结构设计、模拟实验、结构优化计算和力学分析。结合现有隔水管系统和海洋系泊装备对其结构进行了概念设计,并进行了模拟实验。建立了隔水管垂直系统计算模型,采用粒子群优化法对垂直系统的结构进行了优化,并进行了力学分析。研究发现:垂直系统能有效减少隔水管柱在海洋载荷下的弯曲变形和动力响应幅值,且满足现有隔水管的材料强度要求。为了减少隔水管在海洋工况下的涡激疲劳损伤,通过水流模拟实验研究了一种以双尾缘锯齿形飘带结构为主的涡激振动抑制装置。基于仿生学原理,对隔水管柱涡激振动抑制装置的结构进行了研究,采用粒子图像测速技术对抑制装置模型附近的流场进行了分析。研究发现:双尾缘锯齿形飘带结构能有效抑制水流中管柱后方漩涡的产生和发展,进而能抑制涡激振动。

王文江[10](2021)在《变刚度柔性体自主推进特性的流固耦合数值研究》文中研究指明生物的自主推进运动是一个典型的流固耦合问题,蕴含了复杂的流体力学机制。本文采用柔性自主推进简化力学模型和流固耦合算法,数值研究了柔性体的周围流场环境、自身构型及材料力学性质等因素对其推进特性的影响,揭示了生物运动的力学原理。本文的主要工作及研究成果如下:(1)研究了均匀流场中上游串列双圆柱尾迹与下游柔性板相互作用的动力学问题。通过调整圆柱间距,构造出多种典型流场尾迹脱涡模态,模拟复杂的水动力学环境,进而探讨复杂旋涡尾流中柔性板自主推进特性。基于数值模拟分析,发现柔性板在多种典型脱涡模态下会出现稳定游动、逆流而上和顺流而下三种运动模式。研究表明柔性板的运动模式主要取决于板的初始位置和拍动振幅,在中等振幅和适当初始位置下更容易出现稳定游动模式。结果表明,相比于直接处于来流中的情形,稳定游动的柔性拍动体在尾迹涡中耗费更少的能量,且稳定游动所需最小振幅对应的能耗与圆柱脱涡强度成反比。通过对不同起拍方式下板稳定游动位置与周围旋涡时空演化分析,揭示了柔性板初始拍动与圆柱脱涡相位之间的函数关系,准确地预测了不同脱涡模态下拍动板的平衡位置间距。(2)研究了三维弦向非均匀刚度分布拍动板自主推进运动的动力学问题。针对一系列典型的刚度分布,基于欧拉梁模型推导给出了有效弯曲刚度,合理地描述非均匀板的整体弯曲刚度,验证了拍动板前缘与后缘的横向振幅差与板的理论末端挠度值呈正比的假设。发现了拍动矩形板的推进特性主要由有效弯曲刚度决定,且在同一有效弯曲刚度附近,不同刚度分布拍动板均取得各自最优推进特性。揭示了刚度分布与拍动板弦向变形之间的关系,探讨了板的压力分布与近场旋涡结构和强度之间的联系。发现了沿弦向刚度增长型分布的拍动板拥有更好的推进性能。板前端越柔,前端被动变形越大,进而产生更大的推力。此外,还详细讨论了质量比和展弦比对板的变形和推进特性的影响。这些结果有助于深化理解水动力学与仿生设计中变柔性鳍或翅膀推进性能之间的内在联系。(3)研究了特定形状设计和柔性分布组合对拍动板自主推进性能的影响规律。理论分析得出任意刚度分布和平面形状参数的柔性板有效弯曲刚度,合理地刻画了不同形状的非均匀板整体抗弯刚度特性。发现了拍动板的推进速度和效率主要取决于有效弯曲刚度,即拍动板展向中截面上后缘相对于前缘的最大横向位移差。同时,增大面积矩和前端柔性可显着增大板的弯曲能,并影响拍动推进的动力学特征,提高板的推进性能。分析了特定参数下板近场和上下表面的压力分布以及典型尾迹涡的形态演化,揭示了刚度分布和形状参数如何改变板上各部分的变形和前缘、侧缘及尾缘涡的相对强弱,进而得出与拍动板局部弦向变形、法向力之间的关系。这些结果对柔性体推进系统的优化设计具有指导意义。

二、薄壁圆柱体结构水下试验模态分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、薄壁圆柱体结构水下试验模态分析(论文提纲范文)

(1)基础不均匀沉降下储液罐地震动力响应分析(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 储罐沉降响应研究技术进展
        1.2.1 储罐沉降分类
        1.2.2 储罐沉降研究现状
    1.3 储液罐抗震研究技术进展
    1.4 流固耦合技术简介
    1.5 储罐大角焊缝区域应力集中研究现状
    1.6 现有研究不足
    1.7 本文研究内容
        1.7.1 主要研究内容
        1.7.2 技术路线
2 基于双向流固耦合的储液罐地震时程分析
    2.1 流体-储罐-地基耦合模型
    2.2 储液罐湿模态分析
        2.2.1 湿模态简介
        2.2.2 湿模态案例验证
        2.2.3 储液罐湿模态分析
    2.3 地震波拟合
    2.4 储液罐地震响应分析方法
        2.4.1 储罐-地基模型分析
        2.4.2 流体模型分析
        2.4.3 结构域与流体域的数据传输
    2.5 模型验证
        2.5.1 流体域网格独立性验证
        2.5.2 模型罐液晃波高试验案例验证
    2.6 储液罐地震时程响应结果分析
        2.6.1 液晃波高分析
        2.6.2 罐底板提离响应分析
        2.6.3 罐壁应力响应分析
        2.6.4 罐壁变形分析
    2.7 本章小结
3 考虑基础不均匀沉降储液罐的地震响应分析
    3.1 储液罐不均匀沉降响应的准静态分析
        3.1.1 静水压力模型
        3.1.2 储罐不均匀沉降模型
        3.1.3 储罐不均匀沉降响应结果
    3.2 不均匀沉降下储液罐地震响应结果分析
    3.3 不均匀沉降周向分布形式对储液罐抗震性能的影响研究
    3.4 储液高度影响分析
    3.5 本章小结
4 地震载荷作用下沉降罐大角焊缝强度分析
    4.1 储罐大角焊缝强度分析方法
        4.1.1 储罐大角焊缝模型
        4.1.2 单元连接方法
        4.1.3 储罐边界条件
    4.2 储液罐大角焊缝应力结果分析
        4.2.1 各工况下储罐大角焊缝的Mises应力结果
        4.2.2 储罐大角焊缝应力结果分析
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
作者简介

(2)横向爆炸载荷下泡沫铝填充管的动态响应(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 填充单管结构研究现状
        1.2.2 填充双管结构研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 横向爆炸载荷下泡沫铝填充单管的动态响应
    2.1 引言
    2.2 有限元分析
        2.2.1 爆炸载荷
        2.2.2 材料参数
        2.2.3 数值模型
        2.2.4 网格敏感性验证
        2.2.5 数值模拟结果及讨论
    2.3 理论分析
        2.3.1 理想刚塑性地基梁模型
        2.3.1.1 理想刚塑性假设
        2.3.1.2 地基梁模型
        2.3.2 模态分析法
        2.3.3 跨中挠度的解析解
        2.3.3.1 跨中挠度的模态解
        2.3.3.2 模态函数对跨中挠度模态解的影响
        2.3.4 理论结果分析与讨论
        2.3.4.1 长径比、径厚比对跨中无量纲挠度的影响
        2.3.4.2 泡沫铝相对密度对跨中无量纲挠度的影响
        2.3.4.3 爆炸载荷与冲量对跨中无量纲挠度的影响
        2.3.5 理论分析与数值模拟结果的对比
        2.3.5.1 跨中挠度的模态解与数值模拟结果的对比
        2.3.5.2 跨中挠度的解析解与数值模拟结果的无量纲化对比
    2.4 本章小结
第3章 横向爆炸载荷下泡沫铝填充双管的动态响应
    3.1 引言
    3.2 有限元分析
        3.2.1 几何模型
        3.2.2 网格敏感性验证
        3.2.3 数值模拟结果与讨论
    3.3 理论分析
        3.3.1 跨中挠度的模态解
        3.3.1.1 模态函数对跨中挠度模态解的影响
        3.3.2 理论结果分析与讨论
        3.3.2.1 结构的几何尺寸对跨中无量纲挠度的影响
        3.3.2.2 泡沫铝相对密度对跨中无量纲挠度的影响
        3.3.2.3 爆炸载荷与冲量对跨中无量纲挠度的影响
        3.3.3 跨中挠度的模拟结果与模态解的对比
    3.4 本章小结
第4章 全文总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(5)MEMS仿生矢量水听器的优化设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 矢量水听器的研究现状
        1.2.1 矢量水听器国内外研究现状
        1.2.2 MEMS仿生矢量水听器的研究现状
    1.3 本文的研究内容
        1.3.1 本文的研究目的
        1.3.2 论文章节安排
2 MEMS矢量水听器敏感结构设计及仿真
    2.1 矢量水听器敏感结构的工作原理
        2.1.1 仿生原理
        2.1.2 拾振原理
        2.1.3 压阻原理
    2.2 敏感结构数学模型分析
        2.2.1 敏感结构梁上应力分析
        2.2.2 敏感结构频率特性分析
    2.3 空心纤毛敏感结构的设计
        2.3.1 空心纤毛敏感结构参数设计
        2.3.2 空心纤毛敏感结构性能仿真分析
    2.4 差分式纤毛敏感结构的设计
        2.4.1 差分式纤毛敏感结构参数设计
        2.4.2 差分式纤毛敏感结构性能仿真分析
    2.5 APP的开发
    2.6 本章小结
3.MEMS矢量水听器芯片工艺及封装集成
    3.1 芯片加工工艺
        3.1.1 芯片工艺流程设计
        3.1.2 版图设计
    3.2 敏感结构二次集成技术
    3.3 声学封装设计
        3.3.1 透声理论
        3.3.2 仿生封装分析
    3.4 水听器壳体设计
    3.5 水听器水密封装
    3.6 本章小结
4.MEMS矢量水听器性能测试
    4.1 灵敏度测试
    4.2 指向性测试
    4.3 承压测试
    4.4 抗冲击测试
    4.5 抗振动测试
    4.6 本章小结
5.总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 论文创新点
    5.3 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(6)薄壁筒工件车削颤振稳定性分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状分析
    1.3 本文研究的主要内容
第2章 静止态薄壁圆柱筒工件基本理论
    2.1 静止态薄壁筒动力学基本方程
        2.1.1 壳体力学模型
        2.1.2 薄壁圆柱壳的基本方程
        2.1.3 薄壁圆柱壳的动力学方程
    2.2 静止态薄壁筒固有特性分析
        2.2.1 薄壁圆柱筒振型概述
        2.2.2 薄壁圆柱筒固有特性分析
        2.2.3 计算实例与结果分析
        2.2.4 薄壁圆柱筒固有特性分析的有限元法
        2.2.5 有限元法和解析法结果对比
    2.3 几何参数变化对薄壁筒固有特性的影响
    2.4 本章小结
第3章 单自由度薄壁筒车削颤振系统的稳定性分析
    3.1 再生型颤振的产生机理
    3.2 单自由度颤振系统模型
    3.3 单自由度颤振稳定性分析
        3.3.1 解析法
        3.3.2 半离散法
    3.4 切削颤振系统稳定性影响因素分析
        3.4.1 主振系统刚度
        3.4.2 主振系统固有频率
        3.4.3 方向系数
        3.4.4 主振系统阻尼比
        3.4.5 重叠系数
        3.4.6 切削刚度系数
    3.5 本章小结
第4章 两自由度薄壁筒车削颤振系统的稳定性分析
    4.1 两自由度颤振稳定性分析
        4.1.1 解析法
        4.1.2 半离散法
    4.2 刀具与工件参数匹配的差异性对稳定性的影响
    4.3 薄壁圆柱筒试验分析
        4.3.1 模态仿真分析
        4.3.2 车削试验分析
    4.4 本章小结
第5章 刀具-工件车削颤振稳定性预测软件
    5.1 软件结构
    5.2 软件结构流程图
    5.3 软件设计流程及程序描述
        5.3.1 稳定性预测图展示窗口
        5.3.2 计算参数输入窗口
        5.3.3 方法选择窗口
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(7)水下排气气泡流声学特性和降噪方法实验研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 气泡声学研究进展
        1.2.2 水下排气降噪研究进展
    1.3 研究目标和内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
第2章 水下排气气泡流辐射声特性和机理研究
    2.1 引言
    2.2 实验系统与方法
        2.2.1 实验系统
        2.2.2 实验方案
    2.3 信号分析与处理
        2.3.1 声信号
        2.3.1.1 时域分析
        2.3.1.2 频域分析
        2.3.1.3 时频分析
        2.3.2 图像信号
    2.4 气泡流声学特性和机理
        2.4.1 离散气泡流
        2.4.2 链状气泡流
        2.4.3 柱状气泡流
    2.5 本章小结
第3章 排气参数对气泡流声特性影响规律研究
    3.1 引言
    3.2 信号特征提取
    3.3 排气参数对声特征的影响
        3.3.1 气泡流参数与声特征的关系
        3.3.2 排气参数与气泡流参数的关系
        3.3.3 排气参数的影响
        3.3.3.1 气体流速的影响
        3.3.3.2 孔口直径的影响
        3.3.3.3 孔口数量的影响
    3.4 排气参数的综合影响
    3.5 本章小结
第4章 基于气泡流的水下排气降噪装置及其降噪特性研究
    4.1 引言
    4.2 装置设计与实验方法
        4.2.1 降噪装置原理与设计
        4.2.2 实验系统与方法
    4.3 降噪装置降噪效果分析
        4.3.1 声信号处理与分析
        4.3.2 装置的降噪效果
        4.3.3 结构对降噪效果的影响
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文的工作内容总结
    5.2 创新点
    5.3 不足与展望
参考文献
作者简历

(8)湍流测仪器的关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1.绪论
    1.1 课题来源及研究背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究背景
    1.2 海洋湍流观测与认知科学研究现状
    1.3 海洋湍流观测仪器与平台技术发展现状
    1.4 湍流传感器的发展现状
    1.5 研究内容
    1.6 论文的章节简介
2.矩阵式剖面观测理论与仪器总体设计
    2.1 湍流的测试难点
    2.2 仪器总体结构
        2.2.1 母弹的总体结构设计
        2.2.2 子弹的总体结构设计
    2.3 子弹电路硬件设计
        2.3.1 子弹系统传感器介绍
        2.3.2 微弱信号调理电路的设计
        2.3.3 采集与存储模块的设计
        2.3.4 电路的上电及电源模块
    2.4 子弹软件设计
    2.5 小结
3.MEMS纤毛式剪切流传感器设计加工及测试
    3.1 传感器结构及原理
        3.1.1 传感器结构设计
        3.1.2 传感器测量原理
        3.1.3 灵敏度计算原理
        3.1.4 湍流动能耗散率计算原理
    3.2 MEMS传感器有限元分析
        3.2.1 稳态仿真分析
        3.2.2 模态仿真分析
    3.3 湍流传感器的加工与封装
        3.3.1 压敏电阻的设计
        3.3.2 MEMS湍流传感器的加工工艺
        3.3.3 湍流传感器芯片的集成
        3.3.4 湍流传感器的封装技术
    3.4 传感器室内标定
        3.4.1 传感器共振频率测试
        3.4.2 标定原理与装置设计
        3.4.3 灵敏度及信噪比测试
        3.4.4 传感器方向性实验
        3.4.5 传感器耐静水压实验
    3.5 小结
4.能源供给与子弹的回收
    4.1 子弹的整体回收方案
    4.2 海洋能量收集装置
        4.2.1 摩擦纳米发电机
        4.2.2 二维盒状复合纳米发电机
        4.2.3 钟摆式多方向复合纳米发电机
        4.2.4 两种能量收集装置的比较
    4.3 小结
5.仪器水域试验
    5.1 外场实验
        5.1.1 实验方案设计及仪器的布放和回收
        5.1.2 湍流传感器数据分析
    5.2 关键技术的实现
        5.2.1 子母弹深海同步分离与运动控制技术
        5.2.2 MEMS矢量性湍流传感技术
        5.2.3 子弹的自供电定位回收技术
    5.3 小结
6.总结与展望
    6.1 论文主要研究成果
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间所发表的论文及取得的研究成果
致谢

(9)深水隔水管柱力学及垂直系统与涡激振动抑制的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 海洋钻井隔水管柱力学特性研究
        1.2.2 减少隔水管柱弯曲的研究
        1.2.3 隔水管涡激振动抑制装置研究
    1.3 课题来源及本文的主要研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 本文的主要研究内容
第2章 深水钻井隔水管柱力学分析通用模型及解法
    2.1 海洋环境载荷及水动力计算方法
        2.1.1 海洋波流
        2.1.2 作用在小尺度孤立倾斜圆柱上的水动力
        2.1.3 涡激振动
    2.2 海洋钻井隔水管柱力学分析通用模型
        2.2.1 带有不连续载荷的弹性细长杆模型
        2.2.2 海洋环境中管柱所受载荷的矢量表达
        2.2.3 深水钻井隔水管柱几何非线性三维计算模型
    2.3 海洋钻井隔水管柱力学问题求解方法
        2.3.1 弹性细长杆模型中Lagrange乘子线性化
        2.3.2 求解动力响应的直接积分法
        2.3.3 基于弹性细长杆模型的有限差分法
        2.3.4 弹性细长杆模型Galerkin有限元法
        2.3.5 不连续量数值处理方法
        2.3.6 非线性Galerkin有限元法的计算和编程
        2.3.7 几何非线性对隔水管柱力学计算的影响
    2.4 本章小结
第3章 常规深水钻井隔水管柱力学特性分析
    3.1 深水钻井隔水管柱静力特性分析
        3.1.1 挠性接头的影响
        3.1.2 顶张力的影响
        3.1.3 顶部水平位置的影响
    3.2 海洋钻井隔水管柱模态分析
        3.2.1 浮力块对模态的影响
        3.2.2 顶张力对固有频率的影响
        3.2.3 管柱长度对固有频率的影响
    3.3 线性波浪作用下隔水管柱力学特性分析
        3.3.1 模型和计算参数选取
        3.3.2 线性波浪作用下隔水管柱力学特性概况
        3.3.3 线性波浪与海流方向夹角的影响
        3.3.4 波浪周期的影响
        3.3.5 波高的影响
        3.3.6 海流流速的影响
        3.3.7 挠性接头的影响
        3.3.8 顶部裸管长度的影响
        3.3.9 顶张力的影响
        3.3.10 顶部水平位置的影响
        3.3.11 线性波浪作用下隔水管柱力学特性总结
    3.4 内孤立波作用下隔水管柱力学特性分析
        3.4.1 计算参数选取
        3.4.2 内孤立波与海流同向时管柱的力学特性
        3.4.3 内孤立波与海流方向垂直时管柱的力学特性
        3.4.4 内孤立波与线性波浪共同作用下管柱的力学特性
    3.5 深水钻井隔水管柱涡激振动分析
        3.5.1 计算参数选取
        3.5.2 海流作用下管柱的涡激振动
    3.6 本章小结
第4章 深水钻井隔水管垂直系统研究
    4.1 深水钻井隔水管垂直系统设计
        4.1.1 隔水管垂直系统方案设计
        4.1.2 主要结构概念设计
        4.1.3 拉绳选型
        4.1.4 对现有隔水管系统的影响
        4.1.5 作业流程设计
    4.2 隔水管垂直系统模拟实验
        4.2.1 实验方法
        4.2.2 实验装置
        4.2.3 结果分析
    4.3 隔水管垂直系统力学分析模型
        4.3.1 力学模型
        4.3.2 管柱的数学模型
        4.3.3 拉绳的数学模型
        4.3.4 垂直系统数学模型
    4.4 隔水管垂直系统拉绳布置方案优化
        4.4.1 海况和工况参数
        4.4.2 方案初选
        4.4.3 方案优化
        4.4.4 计算结果
    4.5 垂直系统中隔水管柱力学特性分析
        4.5.1 静力特性
        4.5.2 动力特性
        4.5.3 对垂直系统设计方案的验证和指导
    4.6 本章小结
第5章 羽翼形隔水管涡激振动抑制装置研究
    5.1 隔水管涡激振动被动抑制机理研究
    5.2 涡激振动抑制装置结构研究
        5.2.1 设计依据
        5.2.2 装置结构
        5.2.3 工作原理
    5.3 涡激振动抑制装置模拟实验研究
        5.3.1 实验原理和方案
        5.3.2 实验装置
        5.3.3 参数选取
        5.3.4 测量结果及分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(10)变刚度柔性体自主推进特性的流固耦合数值研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 游动生物自主推进问题简介
    1.2 游动生物自主推进的研究方法
        1.2.1 实验研究
        1.2.2 理论分析
        1.2.3 数值模型
    1.3 游动生物自主推进的运动方式
    1.4 相关问题的研究现状
        1.4.1 复杂水动力学环境下的生物游动
        1.4.2 生物推进器特定柔性分布和形状设计
    1.5 本文的主要工作
第二章 流固耦合数值模拟方法
    2.1 引言
    2.2 流体动力学方程及数值方法
        2.2.1 流体动力学方程
        2.2.2 求解流体动力学方程的格子玻尔兹曼方法
    2.3 弹性固体运动方程及数值方法
        2.3.1 弹性固体运动方程
        2.3.2 求解弹性固体运动方程的有限元法
    2.4 流固界面的数值方法
        2.4.1 边界条件
        2.4.2 浸入边界法
        2.4.3 流固耦合的程序流程
    2.5 数值模拟方法验证
    2.6 本章小结
第三章 串列双圆柱的旋涡尾流中柔性板自主推进特性研究
    3.1 引言
    3.2 物理问题和数学描述
    3.3 计算描述和程序验证
    3.4 计算结果和讨论
        3.4.1 串列圆柱绕流的脱涡模态
        3.4.2 柔性拍动板在串列圆柱尾迹中的运动特性
        3.4.3 输入功与HS运动模式所需的最小拍动振幅
        3.4.4 HS运动模式的平衡机制
        3.4.5 拍动板释放方式的影响
    3.5 本章小结
第四章 自主推进柔性板最优弦向刚度分布的数值研究
    4.1 引言
    4.2 物理问题和数学描述
    4.3 计算描述和程序验证
    4.4 计算结果和讨论
        4.4.1 不同刚度分布柔性板的推进特性
        4.4.2 有效弯曲刚度(?)下的推进特性
        4.4.3 流场涡结构和压力分布
        4.4.4 变形与受力分解
        4.4.5 展弦比及质量比的影响
    4.5 本章小结
第五章 柔性板形状和弦向刚度分布对其推进性能的影响
    5.1 引言
    5.2 物理问题和数学描述
    5.3 计算描述和程序验证
    5.4 计算结果和讨论
        5.4.1 不同刚度分布和形状参数下柔性板的推进特性
        5.4.2 有效弯曲刚度K~*下的推进特性
        5.4.3 流场分析
        5.4.4 受力分析
    5.5 本章小结
第六章 工作总结和研究展望
    6.1 工作总结
    6.2 主要创新点
    6.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间的研究成果
致谢

四、薄壁圆柱体结构水下试验模态分析(论文参考文献)

  • [1]基础不均匀沉降下储液罐地震动力响应分析[D]. 吴济航. 浙江大学, 2021(01)
  • [2]横向爆炸载荷下泡沫铝填充管的动态响应[D]. 张春云. 太原理工大学, 2021(01)
  • [3]水下运动物体的尾流内波及声场特性研究[D]. 胥炳臣. 哈尔滨工程大学, 2021
  • [4]船舶舱段结构非线性振动与辐射噪声特性研究[D]. 李飞鹏. 哈尔滨工程大学, 2021
  • [5]MEMS仿生矢量水听器的优化设计[D]. 杨溪. 中北大学, 2021
  • [6]薄壁筒工件车削颤振稳定性分析[D]. 王昱昊. 太原理工大学, 2021(01)
  • [7]水下排气气泡流声学特性和降噪方法实验研究[D]. 张凌. 浙江大学, 2021(09)
  • [8]湍流测仪器的关键技术研究[D]. 郝聪聪. 中北大学, 2021(01)
  • [9]深水隔水管柱力学及垂直系统与涡激振动抑制的研究[D]. 宋广明. 燕山大学, 2021
  • [10]变刚度柔性体自主推进特性的流固耦合数值研究[D]. 王文江. 中国科学技术大学, 2021(09)

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薄壁圆柱结构水下试验模态分析
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