结构振动、冲击、碰撞强度、动力优化振动疲劳计算与振动台试验模拟

课程背景

本课程基于ANSYS APDL和ANSYS Workbench平台，针对各类结构的振动、冲击、碰撞强度问题、动力优化问题、振动疲劳问题和振动台试验模拟问题，给出有效的数值计算方案，并对多点激励问题、大质量法数值模拟技术等相关高级计算技术进行探讨。课程全面系统的讲解各类动力学问题的计算原理、Workbench不同动力分析模块的计算原理，设置方法和常见问题的处理措施。通过原理解析、大量实例操作强化软件应用，帮助设计人员提高解决实际工程问题的能力。




活动纲要/Outline
一、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
二、结构阻尼和数值阻尼
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
工程实例-2：圆盘的扭振模态计算
结构模态计算
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、有应力结构的模态分析方法
9、非线性模态及其求解方法（线性摄动法）
10、湿模态理论及其求解方法
工程实例-1：机翼模态及预应力模态计算
工程实例-2：有应力橡胶支撑结构的非线性模态计算
工程实例-3：双盘转子结构的临界转速计算
工程实例-4：盛水水槽的湿模态计算
谐响应分析
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：电机主轴振动的正弦扫频分析
瞬态动力学分析
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：悬臂梁在冲击载荷作用下的时程响应计算
工程实例-3：连杆机构刚-柔耦合多体动力学计算
工程实例-4：涡轮-涡杆系统的传动分析
工程实例-5：建筑结构的地震响应计算
响应谱分析
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：实体框架结构地震反应的响应谱分析
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
工程实例-1：PCB电路主板和机箱外壳的随机振动分析
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、基于大刚度法结构振动计算
工程实例-1：单自由度体系振动的加速度法模拟
工程实例-2：单自由度体系振动的位移法模拟
工程实例-3：单自由度体系振动的大质量法模拟
工程实例-4：单自由度体系振动的大刚度法模拟
工程实例-5：基于大质量法的框架结构体系的非一致激励动力分析
工程实例-6：基于位移法的框架结构体系的非一致激励动力分析
结构振动台试验模拟技术
概述　　　　　　　　　　　　　
2、振动台与结构模型的连接
3、基于位移法的振动台试验模拟技术
4、基于大质量法的振动台试验模拟技术
工程实例-1：基于大质量法的结构振动台分析
工程实例-2：基于位移法的结构振动台试验过程的时域仿真计算方法
十、结构动力优化
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：阶梯轴结构的振动频率优化计算
工程实例-2：通过动力优化设计提高多盘转子系统的临界转速
十一、结构振动疲劳寿命计算
概述　　　　　　　　　　　　
2、时域疲劳计算原理
3、频域中疲劳分析　　　　　　　　
4、频域中疲劳计算方法
工程实例-1：管球节点钢构件振动疲劳寿命计算




讲师介绍/Lecturer
刘老师，副教授，博士毕业于哈尔滨工业大学工程力学专业，擅长工程数值分析，14年仿真分析经验；仿真领域涉及结构静、动力计算，结构疲劳、损伤与断裂，计算流体力学，流固耦合及多物理场耦合数值模拟，转子及多体动力学，工程传热与热应力计算，爆炸与冲击力学，ansys二次开发等。发表学术论文20余篇，其中SCI、EI收录论文13篇，申请发明专利2项。培训70多场次，学员上千人