多集中质量离散固支弹性板模态解析与试验研究

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1、劣享京交硕士学位论文多集中质量离散固支弹性板模态解析与试验研究ModalAnalysisandExperimentalResearchofDiscrete—·clampedElasticPlatewithMulti．concentratedMass作者：张增杰导师：齐红元北京交通大学2014年3月中图分类号：0343TBl25UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文多集中质量离散固支弹性板模态解析与试验研究ModalAnalysisandExperimentalResearchofDiscrete-clampedElasticPlatewithMult

2、i．concentratedMass作者姓名：张增杰导师姓名：齐红元学位类别：工科学号：11121428职称：副教授学位级别：硕士学科专业：机械电子工程研究方向：机电一体化北京交通大学2014年3月学位论文版权使用授权书渊本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：像糯走导师签名：签字日期：勘f忤弓月I]

3、日签字日期：伽件年3月I7日致谢首先，我要向我尊敬的导师齐红元副教授表示忠心的感谢!从课题研究、试验分析到论文撰写无不凝聚着他的大量心血。齐老师知识渊博，思维敏锐，治学态度严谨，为人善良正直，不断激励我钻研进取，是我科研和人生道路上学习的楷模。值此论文完成之际，郑重的向我敬爱的导师说一声：谢谢您，齐老师!其次，我要向陈科山教授、邱成副教授和杨江天副教授表示感谢。正是由于他们在我科研工作当中提出的宝贵意见，我才能克服重重困难完成课题，在此表示衷心的感谢。再次，我要向实验室张帆、戚兴刚、吕文斌和章晶等同学表示感谢。三年的朝夕相处一路走来，我不仅得到了他们的诸多帮助，而且从他们身

4、上学到许多闪光的东西。衷心感谢所有在我成长的道路上给予我关怀和帮助的友人。最后，我要向我的家人表示感谢，是他们给我撑起一片蓝天，使我能够在学校专心完成学业。祝愿他们身体健康，幸福美满!中文摘要摘要：多集中质量的离散固支弹性板结构在机械、电子和航空航天等领域都应用广泛，研究其动态特性可为系统结构的可靠性分析、故障诊断、优化设计以及动力学模型的修正提供重要的参数支持。本文将解析模态分析、有限元模态分析和试验模态分析三种方法相结合，对多集中质量的离散固支弹性板结构的动态参数进行深入研究与分析，完成研究内容如F：(1)多集中质量离散固支弹性板结构数学模型的建立。以弹性板弯曲的相关理

5、论为基础，结合能量守恒定律，推导出多集中质量离散固支弹性板振动的能量方程。然后通过三角函数做等效变化，建立多集中质量离散固支弹性板振动模态方程。(2)多集中质量离散固支弹性板结构的解析模态分析。采用Rayleigh-Ritz法，提出一种求解多集中质量的离散园支弹性板基波模态频率的解析算法，并对其进行深入分析研究。求解多集中质量的四点固支和八点固支弹性板基波频率值，并特别求解集中质量为0的弹性板基波频率值，然后分析影响离散固支弹性板基波频率的因索，如板的材料特性、固支方式以及集中质量的大小和布局位置等。(3)根据有限元法的求解思路及建模方法，利用ANSYS有限元软件对集中质量

6、为0的离散固支弹性板的有限元模型进行模态分析，将有限元模态分析结果与解析模态分析结果相对比，初步验证解析模态分析数学模型的正确性。(4)根据试验模态分析的基本理论，完成试验平台的搭建，对含两个集中质量离散固支弹性板进行模态试验，将试验模态分析结果与解析模态分析结果进行比对，进而验证解析法对多集中质量离散固支弹性板模态分析的正确性。关键词：集中质量；离散固支弹性板；解析模态分析；有限元模态分析；试验模态分析；PCB分类号：0343TBl25ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：Thediscrete．clampedelasticplatestructurewith

7、multi-concentratedmassiswidelyusedinthefieldsofmechanical，electronic，aerospace，etc．Dynamicparametersaredeterminedthroughthedynamiccharacteristicanalysis，whichcanprovideimportantdesignparametersforreliabilityanalysis，faultdiagnose，optimaldesignanddynamicmodelmo