实验模态分析

实验模态分析（精选十篇）

实验模态分析 篇1

1 模态实验思路及其方案

机床实验模态分析拟采用东方振动和噪声技术研究所研制的INV306U—5260采集仪,DLF—6放大器,YJ9A型传感器,MCF—3小型带5T力传感器及DASP工程版软件,对现有机床进行测点采样数据分析。

1.1 模态实验思路

本实验的研究思路如图2所示:

1.2 模态实验方法

1.2.1 模态分析测试系统

采用多点激振单点给振的锤击法,并应用变时基采样技术进行信号采集。信号采集和分析处理是基于DASP软件系统进行的。模态分析测试系统如图3所示;整个测试分析系统所得数据处理流程如图4所示。

1.2.2 数据采集方法

本实验采取锤击法对机床结构进行激励,采用单输入多输出法进行数据采集,即一个输入力信号对应三个输出加速度传感器感应信号。采用变时基采样方法,通过对力信号和响应信号采用不同的采样频率,保证力信号的时间分辨率和响应信号的频率分辨率,达到精确采样的目的。

为了避免发生频率混叠,按照香农采样定理,信号的采样频率不得低于欲分析最高频率的2倍。本实验中,机床的分析频段为0～800Hz,故设3个加速度传感器的采样频率为2kHz,变时倍数采用4,其锤击采样频率就为8kHz。

1.2.3 模型结构的建立及其测点布置

通过DASP软件建立模型选择激振点和采集点,机床整机的布点如图5所示。

在模态实验中,测点位置、数量及测点方向的选择应遵循以下原则:

a) 能够在变形后明确显示在实验频段内模态的变形特征及各模态间的变形区别;

b) 保证所关心的结构点都在所选的测点之中;

c) 导纳原点应避开感兴趣模态的结点,以免丢失模态。

由于机床振动时三维空间的变形,所以其测点数和结构的结点数是不一致的,其任意结点都对应在X、 Y、 Z方向有3个测点。根据五轴联动铣床的几何结构,在建立测振模型时可将其分为3个子结构,分别为床身,横梁和滑枕,其中床身有82个结点,横梁有14个结点,滑枕有32个结点,共有128个结点。对于每个结点需要测量其在3个方向上的输出信号,与此对应的是3个测点。但是由于机床床身太大,对于与地面接触的结点在垂直方向无法测量信号输出,所以对于大型机床可以忽略机床基底在垂直方向的变形,对于试验整体精度没有太大影响。故在实际试验中,测点数需要根据结点的实际情况进行合理安排。

2 试验数据处理

在试验中由于各种干扰原因,使得试验数据往往包含各种干扰因素在其中。为了得到比较准确的结果,需要在数据处理中采取一些必要的措施;

a) 在采样时采用多次触发采样,触发次数为5,每次采样块数为2,这就使得信号能够在频域进行平均处理;

b) 输入输出信号的标定值(即信号的放大倍数)也需要在试验过程中进行不断调整,使得信号的输出波形较好;

c) 进行传递函数分析时,对输入的力信号加力窗,即时域权函数,用以消除激励脉冲信号以外的噪声信号;对输出响应信号加指数窗以获得较高的信噪比;

d) 采用相干系数对采集数据进行检验,相干系数越接近于1,说明相干性越好,一般大于0.8即认为传递函数估计是可信的。本试验的相干曲线如图6所示;

e) 在参数设置中设置16点为导纳点,可分析最大阻尼为0.1。

3 试验数据处理结果

对五轴联动铣床进行模态试验后,其数据分析结果分别得到了机床的横梁、滑枕和整机的前4阶振型、固有频率及阻尼比。其中固有频率和阻尼比如表1和表2所示。

横梁的前四阶振型如图7所示:

滑枕的前四阶振型如图8所示:

整机的前四阶振型如图9所示:

Hz

%

从上述图中可以看出,横梁和床身的变形不大,对整机的工作没什么太大的影响,最需要关注的部件是连接铣头的滑枕,由于本身较长,振动过大容易造成滑枕运动的不稳定。

滑枕的1阶振型是两端的翘曲变形,2阶振型为横向振动变形,3阶振型是整体发生翘曲变形,4阶振型表现为发生扭摆变形,越靠近滑枕与横梁的连接位置变形越小。固有频率和刚度和质量之间的关系为:undefined,其中ωr为模型r阶的固有频率,kr和mr分别为模型r阶的模态刚度和模态质量。所以要提高固有频率,改善振型,可以从2方面入手,一是提高物体本身的质量,但是这样使得连接部位压力过大,容易引起连接位的损坏,而且成本也必然提高。另外一种方法就是通过提高物体的结构刚度,要想提高结构刚度,提高固有频率,可以采取:1)在滑枕上增加加强筋;2)适当提高连接部与滑枕的长度比,间接提高结构刚度;3)增加机床的振动阻尼,起到提高固有频率的目的。

参考文献

[1]北京东方振动和噪声技术研究所.DASP MAS,DASP ET,2006.

[2]李金泉,丁洪生,付铁,等.BKX-I型并联机床的实验模态分析[J].北京理工大学机械与车辆工程学院.

[3]林国光.CD62458B马鞍车床的试验模态分析[J].大连机床集团技术中心.

压电结构的自适应模态阻尼控制实验 篇2

文[1]提出了用分布式的、实时可调的压电片组建模态传感器及作动器实现准独立模态控制的.方法,为结构的自适应控制提供了物质基础.本文在文[1]的基础上,结合自适应控制技术,进一步进行了基于这种独立模态控制策略的自适应阻尼控制实验研究,在压电板上取得了理想的控制效果.

作 者：姚军 李岳锋 姚起杭 作者单位：姚军(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京,100083)

李岳锋(南京航空航天大学振动工程研究所,南京,210016)

姚起杭(飞机强度研究所,西安,710065)

多模态话语分析理论 篇3

关键词：多模态话语分析理论；多模态教学

随着现代信息技术的发展，信息传递和表达成为一个多种模态参与的过程，此后多模态话语分析研究得到国内诸多学者的关注。20 世纪 90 年代，语言学家把多模态话语分析理论延深到教学领域，多模态教学出现并取得良好的教学效果。本文主要介绍了多模态的发展历程，国内外学者对于多模态话语分析的阐述以及将多模态教学法应用于英语课堂的积极作用。

一、多模态话语分析提出背景及发展

索绪尔对语言符号学的建立和对符号学的展望做出了巨大贡献，但一些观点不符合现代社会对语言以及理解的要求，他认为语言单位和结构是语言系统固有的特性，不受外部世界的影响，语音和意义没有必要关联。索绪尔曾说“语言是社会事实”，但是并没有进行深入研究。韩礼德提出的“语言是社会符号”理论主张在社会语境中解释语言，认为人们在日常的语言交换过程中，实现社会结构的认同，肯定自己的地位和角色，建立和传达共享的价值系统和知识系统（韩里德；1978）。所以，语言既表达意义，也积极将社会结构和系统符号化。

语言的这种双重功能使意义的表达方式多种多样。符号即模态，语言表达的符号多样化也就是多模态化的表现。多模态话语分析是对传统语言学理论的发展。在本文中模态是指人类通过感官跟外部环境之间的互动方式。近年来不少国外学者从韩里德的社会符号学出发，把语言的社会符号特性扩展到图像、声音、动作等多种模态的交际手段上，并进行了一系列研究。奥图尔、克拉申和勒文对照功能语法中的三大纯理功能理论建立了对图像进行多模态语篇分析的理论框架；勒文从音乐和声音角度进行语篇的解析；马丁尼克对动作进行了研究；马丁尼克和斯汀琳从空间设计探讨了话语表达符号。

二、多模态话语分析概念界定

国内外比较权威的关于多模态话语分析的阐述也比较多，比如伯恩森认为有两个或两个以上的单模态组成的意义表达组成多模态表达。豪尔诺威指出，在日常生活中，我们获取信息或者与他人进行交流时都离不开多模态。在于他人进行交流时，主要运用语言，同时手势、眼神、肢体动作都参与了话语意义地表达，这是一个多种模态参与交流活动的过程。对这种活动进行分析则运用了多模态话语分析理论。

豪尔诺威从七个相互关联的视角分析研究多模态话语。第一，研究不同模态的优点与缺点，找出不同模态之间的差异性；第二，研究分析不同模态之间的相似性；第三，分析不同模态之间的关系，研究各种模态在话语所处地位，是否有主次之分，是否存在互补关系，是否存在强化或弱化关系；第四，研究实现不同模态表达的方式；第五，不同模态及不同模态的相互作用的感知的解析，如有些语言学研究过程中使用眼跟踪器和词句协议。第六，对会话的模态的复制，研究强调多模态产品的应用不以感知作为终结点；某个多模态成果获得的信息可以在另一个场合重建和讨论。第七，多模态之间的互动，我们作为个体与他人互动时或采用多模态系统时，使用言语、手势、体语、面部表情，接近或凝视的场景。

张德禄认为，“多模态话语分析指运用听觉、视觉、触觉等多种感觉，通过语言、图像、声音、动作等多种手段和符号资源进行交际的现象。”在话语交际过程中，话语意义通常是由非语言因素体现的，说话人的语言内容与说话人的眼神、动作、说话的语气等非语言因素相结合，能理解说话人的真实表达意义。非语言因素还包括伴语言特征，身体特征以及非身体特征。在课堂教学过程中，教师通常运用PPT配合教师的讲解进行教学，这是一种典型地运用听视觉两种模态进行教学，教学涉及到听音频文件、看视频动画、幻灯片出现伴随声音等多种模态的过程。语言学家就这种交际方式产生的话语进行分析就是多模态话语分析。

朱永生从两条识别多模态的标准来定义多模态话语分析。标准一是看涉及的模态的种类，这是语言学界普遍认可的标准。同时使用两种或两种以上模态的话语进行交流交际叫做多模态话语。第二个标准是看涉及了多少符号系统。有些话语虽然只涉及一种模态， 但包含了两个或两个以上的符号系统（朱永生，2007）。

顾曰国认为“多模态话语分析是对人类通过感官与外部环境之间的互动方式的分析。用单个感官进行互动的叫单模态，用两个的叫双模态，三个或以上的叫多模态。用这个定义看，正常人之间的互动都是多模态的，对话语进行分析就是多模态话语分析”（顾曰国，2007）。

综上所述，多模态话语分析是指运用多种感觉，对语言、文字、图像、动作、声音等多种符号和手段进行话语交际分析的现象。

三、多模态英语课堂教学的作用

多模态英语课堂教学有利于学生学会运用多种媒体和信息资源，拓宽学习渠道，形成具有个性的学习方法和风格。随着理论研究的逐渐成熟，使得多模态话语分析指导下的课堂更加的科学合理，实际课堂的教学效果得到提高。在新课程改革的背景下，许多一线教师在践行课程理念方面做出了很大贡献，使英语课堂教学效果得到很大程度上的改善。例如，教师通过建立知识树的形式使零散的知识系统化、形象化，可以提高学生对知识的记忆能力。通过知识树结构图学生能很容易就理解指示代词以及指示代词之间的各种用法，也可以提倡学生自己画这种形象的树形图，利用学生喜闻乐见的方式学习，使学生在学习枯燥语法的同时发现一些乐趣。

动平衡实验机转子振动模态分析 篇4

动平衡是旋转类产品生产、制造过程中必须解决的一个基本的共性问题,其优劣程度直接决定产品的工作性能、使用寿命,对产品的质量产生巨大的影响[1]。转子系统的非正常振动已成为引发事故的主要原因之一,因此转子动力学问题显得尤为重要[2,3]。动平衡机实验机转子的固有频率是影响动平衡机性能的重要参数,也是动平衡机支撑、驱动和传感器选型、设计的关键依据。因此,建立精确的转子-支撑系统动力学模型,并用ANSYS有限元对转子进行模态分析,研究设计参数对其影响,对动平衡实验机的设计改进有重要意义。

1 动平衡实验机工作原理

动平衡机的工作原理如图1所示。将待平衡的试件安放在框形摆架的支撑轮上,摆架的左端固结在工字型板簧中,右臂弹簧支撑。电机通过皮带带动试件旋转,当试件有不平衡的质量存在时,则产生离心惯性力使摆架绕工字型板簧上下周期性地振动,通过传感器可得振幅的大小。对于试件的不平衡量(或平衡量)的大小和方位的测量主要由差速器和补偿盘组成,差速器安装在摆架的右端,它的左端为转动输入端通过联轴器与试件联接,右端为输出端与补偿盘相联接。由于差速器是由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个蜗轮组成的周转轮系,当蜗杆不动时为定轴轮系,这时补偿盘的转速与试件转速大小相等方向相反;当试件与蜗杆都转动时为差动轮系,涡轮转速与试件同向转动时补偿盘减速,反之则加速。这样可以改变补偿盘与试件圆盘之间的相位角。

1.摆架;2.工字型板簧座;3.转子试件;4.弹簧;5.蜗杆;6.差速器

2 转子动力学建模分析

转子材料的不均匀、制造误差、结构的不对称等诸因素导致转子在旋转时会产生离心惯性力组成一个空间力系,使转子动不平衡。当试件上有不平衡质量存在时,试件以角速度ω转动后产生离心惯性力F=mrω2,它可以分成垂直分力Fy和水平分力Fx,由于平衡机的工字型板簧和摆架在水平方向(绕y轴)抗弯刚度很大,所以水平分力Fx对摆架的振动影响很小可忽略不计。而在垂直方向上(绕x轴)的抗弯刚度小,因此在垂直分力产生的力矩的作用下,使摆架产生周期性的上下振动。因此,动平衡机可简化为自由度为2的线性受迫振动系统。设转子质量为M,对过质心且垂直于纸面的轴的转动惯量为J,不平衡量的质量分别为m1、m2,板簧和弹簧劲度系数分别为k1、k2,转子与不平衡量的相对位置如图2所示。

设初始状态时系统水平,过质心建立坐标系。在运动的某一时刻,转子质心沿y轴方向的位移为y,转角为θ,板簧相对于初始位置的伸长量分别为y1、y2。可得转子运动微分方程:

式1中

r1——m1距回转中心的半径

r2——m2距回转中心的半径

将2式代入1式整理可得3式

式4中

1)解方程组4所对应的齐次方程组,可得y与θ的固有角频率p1、p2均为方程p4-(A1+A2)p2+A1A2-B1B2=0的两正根:

由式5可知,动平衡实验机振动系统的固有频率和M、k1、k2、m1、m2、J参数有关。

2)令转子质心位移y和转角θ如式6、7所示。

代入原方程组可解得转子质心位移y和转角θ的一组特解:

其中,α1′和α2′为相关常数,式中

3 转子的模态分析

1)转子模态前处理

根据转子试件的结构和精度要求,将其单元类型定义为Solid45单元。转子的材料为45,弹性模量200GPa,泊松比0.269,密度7810kg/m3。在建模的过程中将一些倒角等不影响分析结果的特征进行了简化和忽略[4]。将在Solidworks中创建好的实体模型保存为.x_t文件格式,利用ANSYS Connection for Parasolid接口将其导入到ANSYS中,使用利用Meshtool工具对其进行自由网格划分。尽量使划分的网格的粗细能够既满足分析的精度,又不至使模型太大,占用太多的计算机资源和求解时间。

在完成了有限元几何模型的建立和网格划分之后,便可以定义转子的边界条件和求解分析选项,对转子进行考虑预应力影响的模态分析。根据转子的工作条件,需要先进行有预应力的静力分析,然后在通过指定具体的分析选项进行有预应力的模态分析,求解转子的前几阶固有频率和相应的模态振型。滚轮近似为理想铰链约束,轴相对于摆架只能绕z轴转动,因此限制了x、y、z方向上移动和绕x、y方向的转动,同时转子试件左端皮带对轴主要产生的是预应力。其离心载荷是由于旋转产生的,因此需要在分析时指定转子的旋转速度。

2)转子静力分析

由于对转子模态的分析需要考虑离心力引起的应力对模态的影响,所以需要先对其进行静力分析,求解出离心力产生的应力,及其对刚度阵的影响,将结果写入数据库文件。

3)转子模态分析

对于转子的模态分析,模态提取方法为分块兰索斯法。它具有求解精度高、计算速度快等优点,适合对称特征值求解问题[5]。由于低阶模态对振动系统的影响较大,越是低阶影响越大,故进行结构的振动特性分析计算时通常取前5~10阶即可[6,7]。本文提取转子的前10阶模态,模态扩展阶数为10,并将ANSYS的Incl prestress effects(预应力效应)开启,在进行模态分析时ANSYS程序将会把前面静力分析中求解得到的离心力产生的应力对刚度的影响考虑进去。

通过计算,提取转子前10阶固有频率和相应振型,计算结果如表1所示。

由表1可以看出转子的前10阶固有频率在568.95~1995.8Hz之间,随着阶数增大,固有频率从小到大分布,且有些频率值很接近,这是由于转子结构和约束都是对称的,会出现振型和频率相接近但相位不同的情况。根据这些固有频率可以计算转子运动时的各阶临界速度。控制转子工作时的运动速度低于各阶临界速度一定的裕量,可使转子在工作过程中不会发生共振,保证包括转子在内的所有零、部件的安全稳定运行。

4 结论

在对动平衡实验机工作原理、转子动平衡的力学条件分析和动力学建模的基础上,利用有限元ANSYS软件,对转子进行了模态分析。研究了转子在有预应力影响下的前10阶固有频率和振型。通过动平衡机转子模态分析,通过转子的振型图和动态显示,直观地分析了转子动态特性,为更详细的动力学分析奠定了基础;为转子的振动控制、工作可靠性和使用寿命提供了理论依据;还为转子和摆架的结构优化设计了提供科学的参考数据,对后续整机结构动态改进设计,故障诊断提供重要的理论依据。

参考文献

[1]王玮,刘亮.全自动动平衡机设计与动态分析[J].机电一体化,2008.03:45-54.

[2]宋兆泓.航空发动机典型故障分析[M].北京航空航天大学出版社,1993.

[3]袁平.WJ5系列发动机转子系统动力特性分析及故障机理研究[D].北京航天航空大学,2002.

[4]高耀东,郭喜平.ANSYS机械工程应用25例[M].北京:电子工业出版社,2007.

[5]王庆五,左昉,胡仁喜.ANSYS10.0机械设计高级应用实例[M].北京:机械工业出版社,2006:225-237.

[6]梁尚明,张均富,等.摆动活齿减速器箱体的有限元模态分析[J].机械设计,2003,(1):14-17.

多模态话语分析功夫熊猫2 篇5

梦工厂动画片《功夫熊猫》和《功夫熊猫2》在全球掀起了不小的功夫热潮。憨态可掬的功夫熊猫“阿宝”步入江湖，成为神龙大侠，担当起拯救功夫、拯救中原的重任。《功夫熊猫2》在2011 年5月上映，更是掀起了不小的观影高潮。《功夫熊猫》系列电影之所以赢得中国观众的喜爱是因为它融合了西方大片的制作技术和为中国广大观众所熟悉并感到亲切的中国文化元素。影片《功夫熊猫2》中的“凤凰城”，大红灯笼沿街高挂，黄包车随处可见，整座古城坐落在云雾缭绕、水墨山水之中；气势恢宏的“宫门城”，细节之处尽显成都宽窄巷子与锦里的影子。片中衣（汉服）、食（豆沙包、担担面、豆腐、火锅）、住（亭台楼阁和皇宫宝塔）、行（黄包车）、乐（太极、皮影戏、琵琶、烟花、舞狮）无不体现随处可见的中国元素。同时，在《功夫熊猫2》中，潮湿的植被、淅淅沥沥的雨水、壮观的瀑布等场景构成了“熊猫们的香格里拉”，也将给观众带来更加真实的视觉体验。“水”是中国文化中一种常见的象征意象，片中大量水的元素的加入、水的运用远远超越了水的表象意义。本文将从多模态分析角度分析水在《功夫熊猫2》中禅学意义的构建。

一、多模态话语分析

多模态（multimodality）也称多符号，指包括口语、书面语、图像、图表、空间以及其他可以用来构建意义的各种符号资源。李战子（2003）把多模态定义为除了文本以外，有图像、图表等的符号话语，或者是任何一种以上的符号编码实现意义的文本。多模态话语运用听觉、视觉甚至触觉等多种感觉，语言、图像、声音、动作等是多模态话语交际的手段和符号资源。

Kress（2001：68）指出在书本教材、报纸、电子媒介、网络等传播媒介中，图像正替代语言成为主要的意义构建资源或者与语言平分秋色。由于“视觉文化”的影响，视听动态图像渐渐取代文本来传递信息，意义的构建往往通过文化处所或实体等非语言符号系统来体现。视觉结构绝不只是形式的，它们在语义上也是非常重要的因素。（Kress& Leeuwen，1996：

47）这也就是说，图像和语言一样，对社会现实和心理现实既具有复制作用，又具有重新建构的作用。心理学实验表明，图像比语言更容易吸引读者的注意力，有利于意义的构建和理解。

通过多模态话语分析可以将语言和其他相关意义资源整合起来，（Gibbon，2000）它可以研究语言系统在意义构建和理解过程中的作用，也可以反映图像、音乐、颜色等非语言符号系统在这个过程中所产生的效果，从而使话语意义的解读更加全面、更加准确，进而发现综合使用多种模态而促成的社会交际目的。

OHalloran（2004）提出了系统功能的多模态话语分析，主要研究符号资源的意义潜势在不同符号层面的体现以及多模态话语中符号选择的意义构建和整合。Kress和Leeuwen（2003）根据Halliday的语言三大功能理论提出了适用于图像分析的“视觉语法”，分别从概念功能、人际功能和语篇功能分析图像等视觉符号的语义关系，并且分析了再现意义（概念意义层面）、互动意义（人际意义层面）构图意义（语篇意义层面）。

随着多模态分析的不断发展，多模态研究不仅仅局限于语言学领域，而且扩展到符号学、哲学、社会学甚至美学等领域，研究对象也从语言文字扩展到音乐、图片、影像等多种社会符号系统。电影是语言、影像、音乐和色彩等多种模态的集合体。电影是一种利用多种符号资源构建意义、传递信息的多模态语篇，电影中意义的体现、功能的建构有赖于电影中多种模态的协同作用。

二、对于水的多模态话语分析

智者乐水，仁者乐山。智者动，仁者静；智者乐，仁者寿。乐水与乐山，始终是中国禅学思想的基本面貌。只有懂得领略那种如山水共生、水天一色般澄澈的境界，才能坚定人性

提升和心灵宁静的意志。《管子·水地篇》中有言曰：“水者何也？物之本原，诸生之宗室也。”水是中国文化中一种常见的象征意象。如止水般平静的内心使熊猫阿宝对要置他于死地与他有深仇大恨的敌人给予宽恕和劝导。在阿宝看来功夫代表的不是报复，不是仇杀，功夫给了阿宝扬善除恶的决心和勇气。《功夫熊猫2》中多种符号资源的融合体现了水的禅学意境。本文将从多模态话语角度分析《功夫熊猫2》中水的再现意义、互动意义和构图意义，进而分析水的禅学意义的构建。

（一）水的再现意义

视觉图像像语言一样能够如实地再现客观世界中的人物、地点和事件以及人物的内心活动。再现分为叙事性再现和概念性再现两大类。电影中多以叙事图像对意义加以展现，呈现给观众的是连续展开的“动作”和“事件”。浣熊师父冥想之处是一片流水潺潺的幽静处所，放眼望去水天相接，画面中清澈流淌的溪流、平静的湖面、冥想的师父和师父口中的“心如止水”（inner peace）构成了故事的一个又一个动作，构成了一个相得益彰的叙事概念。水引出了电影中的核心理念——心如止水：思想就如同水，当水波摇曳时，很难看清，不过当它平静下来，答案就清澈见底了。（Your mind is like this water，when it is agitated，it becomes difficult to see，but if you allow it to settle，the answer becomes clear.）从师父讲解心如止水到阿宝顿悟心如止水，影片自始至终都围绕着乌龟大师这一禅意的临终教诲而展开。

（二）水的互动意义

在电影中互动意义强调的是电影制作者、电影中的角色和观众之间的交际意义。Kress和Leeuwen（1996：117）指出，图像意义的传达是由参与者的凝视系统来完成的，这种凝视表达分为两种：索求和提供。师父在阐释 “心如止水”时，凝视系统表达为提供，他背对阿宝、闭目凝神，没有与任何人的视线接触，手中的水珠为观众提供了“心如止水”的最好的诠释；阿宝跟随水珠的“游动”的视线则是一种索求，对于“心如止水”的被动、茫然的索求。当阿宝完成自身救赎后，他的凝视系统的表达变成了提供，内心的平静使阿宝战胜了自我，手中的水珠滑落到叶片上的瞬间为阿宝最终战胜沈王爷的结局提供了铺垫。

（三）水的构图意义

构图意义是多模态语篇的整体布局、叙事安排。就电影而言，构图意义通常是指观众获取的对电影的整体印象。构图意义有三种资源：信息值、取景和显著性。信息值是通过元素在构图中的放置实现的，各种元素在构图中的位置体现出不同的信息值。重要信息在取景时通常被前景化，从而突出其显著性。电影可以利用多模态手段使某些元素前景化，前景化的模态可以引导观众的认同方向。元素放置位置的不同决定其在画面中的角色。通常，处于中间位置的元素是要被凸显的，而位于边缘的是被弱化的。

影片中水多次被置于中间位置加以凸显其信息值。在寂静的山间，静水之畔，谈及乌龟大师临终的教诲时，师父并没有急于解释，影片中镜头一转，原本被弱化的洞壁得以凸显，从龟头状的岩柱底滴下一滴水，仿佛乌龟大师生命无声的延续。师父以柔缓的太极招式将落下的水珠导入进自己的气场，然后顺其气，就其势，虽不变其形却能以己意换其所向，随后把水珠轻轻顺着叶片送入水池。在这一场景中水珠始终占据凸显的位置。中国文化中，太极是与水和大自然联动很多的功夫。片中水珠与太极功夫的结合充分体现了中国文化中水和太极功夫的共性：刚柔并济，以柔克刚。水珠引出师父对于功夫真谛的诠释——只有心如止水，功夫方能登峰造极，功夫高手内心的强大远胜于武功的出神入化。

阿宝在羊仙姑处疗伤时，眼前前景化了的湖水成了一面反映过去的镜子，滴下的雨水则成了开启阿宝对过去的记忆的钥匙。最终，阿宝顿悟师父的教诲，他像师父一样以心为轴，用一臂一脚作圆，将落下的水珠导入进自己的气场。水珠如同太极图，半阴半阳，半暗半明，半凹半凸。阿宝以太极功夫的方式整合了自我，超然了自我，完成了“见性”；用水珠完成了对自身的救赎，顺其气，就其势，换其所向，这正应了羊仙姑那句话：“你人生故事的开头也许充满坎坷，不过这并不影响你成为什么样的人。关键看你后来的人生路，你自己选择怎么走下去。”（Your story may not have a such happy beginning，but that doesnt make who you are.It is the rest of your story，who you choose to be.）

Kress & Leeuwen（1996）认为被置于上方的因素是“理想的”。大战沈王爷时，内心平静的阿宝眼中的炮弹也变成了水珠，水珠再一次前景化，被置于阿宝头部的上方，得以凸显，从而说明心如止水的重要性，表现了阿宝内心真正的强大。

三、结 语

语言系统在意义交换过程中发挥着重要的作用，同时作为电影的重要因素的图像、音乐、颜色等其他符号系统在信息传递和意义构建中也同样产生至关重要的效果，从而使观众对影片意义的解读更加全面、更加准确。

聋人题材漫画的多模态分析 篇6

一、多模态语篇分析的理论基础

模态是指交流的所有媒介。除了语言符号以外，其他还包括了手势、音响、图像、颜色、视频、音乐、技术等多种符号系统。具体语篇的意义和读者对语篇的理解，是各种模态排列组合的结果。

话语分析早期以语言研究为主，后来逐渐延伸到其他模态。多模态话语分析以Halliday的系统功能语言学为理论源泉，20 世纪 90 年代Kress&Van Leeuwen与O’Toole提出了视觉语法概念，自此多模态话语分析进入了快速发展时期。多模态话语分析理论倡导任何符号系统都是有意义的，而且认为语言外的其他符号模态也具有系统性和功能性特征。视觉语法以再现意义、互动意义和构建意义为主，分别相当于系统功能语法中的概念功能、互动功能和语篇功能。

二、多模态分析对聋人题材漫画语篇的解读

本文分析的漫画选自韩国漫画大师高英勋(Nasty Cat)所创造的漫画《看不见听不到的爱情》的汉译本。[1]漫画叙述了一个失明的漫画家与一个聋哑女孩的爱情故事。我们尝试从再现意义、互动意义以及构成意义等三个方面来分析漫画场景。

（一）再现意义

Kress&Van Leeuwen针对系统功能语法中的概念意义，提出了视觉语法的再现意义。再现意义分为概念再现和叙事再现。矢量是区分概念再现和叙事再现的关键要素。概念再现相当于系统功能语法中的关系过程和存在过程。叙事再现则区分为行动、反应及言语和心理三个不同类别的过程。

视觉语法中矢量代表过程与方向的力量。一方面，图像叙事的参与者通过矢量相互连接达到叙事的目的，另一方面，观看者则通过矢量关系来判断图像叙事中参与者的互动关系。一般而言，图像叙事中各元素构成的对角线矢量性质最为突出，又因为叙事图像以矢量为标志，发出矢量的参与者即为行动者，因此在叙事再现的行动过程中，非常容易辨别动作者，有利于观看者理解图像语篇意义。

《看不见听不到的爱情》漫画关于两个人起床情节的一幅漫画组合中，共有三幅漫画。第一幅漫画中间是桌子上的笔记本电脑，电脑屏幕正中间是打开的记事本，左侧是男主人公失明的漫画画家，右下角露出一部分闹钟。男主人公与笔记本电脑之间形成一条无形的矢量斜线，表明了男主人公所关注的事务，又因为男主人的盲人特性，因此可以推断出：他是在展示笔记本电脑中的记事本内容。第二幅漫画中间是笔记本的一角，显示的是记事本中间的一段文字“睡得好吗”。第三幅漫画前端三分之二是笔记本电脑的背面，中间是女主人公，占据了三分之一的画面，后端右上角是男主人的身体的十分之一。女主人公和电脑屏幕形成另一个矢量，鉴于女主人公聋哑特征，并结合整个三幅漫画，可以推断出男主人公、笔记本电脑记事本展示的文字、女主人公形成一条无形的立体斜线，即矢量，鉴于交际主体的特殊性（盲聋）导致了该矢量不同于常见的矢量关系，具有自身的特殊性。这个矢量关系构成了叙事再现的言语过程，男主人公是话语的发出者（以笔记本电脑文字为媒介），女主人公是话语的接收者。这个言语过程表明了男主人公与女主人公之间的信息交流，也表明了男女主人公盲聋的特征，以及他们克服困难进行交流的特殊性。

（二）互动意义

Kress&Van Leeuwen视觉语法中的互动意义，对应功能语法的人际意义。互动意义由接触、社会距离、态度和情态四个要素构成，体现了漫画家、漫画表征与观看者的互动关系。[2]

接触是指漫画中的参与者通过其目光的指向与受众之间形成的一种想象中的接触。根据漫画中的参与者与漫画受众之间有无直接的视线接触，可以分为索取和提供两种关系类型。漫画参与者与受众是否存在直接的目光接触，可以判断漫画是提供类还是索取类。

鉴于该漫画主人公盲聋的特征，因此漫画中的参与者男主人公几乎没有与漫画受众有直接的目光接触，因此作品中的大部分图像属于提供类，意在向受众提供欣赏和思考。然而也有一部分图画属于索取类，例如第一卷中的一幅图画，图画的背景是窗户，窗台上蹲坐这小猫，旁边是一盆仙人掌。小猫面向受众，大大的眼睛注视着前方，有跟受众进行充分的目光接触。一方面，可以理解为小猫对盲聋夫妇奇怪行为的好奇，另一方面，似乎是在索取受众对这对盲聋夫妇这些看似古怪又合情合理举动的看法。另外，第一卷中一幅夫妇俩吃饭后并排躺在一起，面向受众，男主人公（失明）眯着眼睛，而女主人公（聋哑）则是眼睛睁的圆圆的，一方面向受众展示了盲聋夫妇生活的幸福快乐（提供信息），另一方面，也是女主人公向受众索取对他们幸福生活的关注和看法。

社会距离是指图像中参与者与受众之间的远近亲属关系。根据取景框架大小可以分为亲近距离、个人近距离、个人远距离、社会远距离、公共距离。不同距离体现了不同的社会关系，漫画中参与者取景距离长短决定了他们与受众之间的远近亲属关系。

《看不见听不到的爱情》漫画中，大部分表达主人公喜怒哀乐的图画都是以脸部或头部特写为主，拉近了主人公和受众之间的距离；而情节发展则以整个人占据整个图片不到一半的图画为主，客观叙述了漫画故事情节的发展。

态度指受众与图像参与者对漫画叙述内容参与程度，以及参与者与受众之间所处的等级关系。态度通过视角体现，通常视角(正视、侧视、仰视、俯视等)不同会给受众带来不同的心理感受，反映了受众对参与者的态度。[3]不同的视角往往对于漫画所要表达的主旨，作者的思想、立场和态度有着深层含意。正视视角给受众带来的是感同身受、融入其中的感觉，或者平等对待的关系；侧视视角表现出作为旁观者的漠然与事不关己；俯视视角代表受众处于强势，仰视视角则代表了受众处于弱势，而平视表示观看者和参与者相对平等的关系。

作品中绝大部分的漫画图片是正视视角，因此给受众带来的是对盲聋夫妇喜怒哀乐感同身受，让读者对他们的生活困难有充分的认识，同时也体现了受众与主人公之间平等的关系。然而有关于男主人公（一名漫画家）因为日以继夜的画漫画而导致失明，而绝望的图画不约而同地采用了俯视视角，表明了此刻的主人公处于弱势地位，引起受众的怜悯之心。

视觉图像与语言一样能真实地再现现实世界，越是真实的情态越能表现图像的现实主义。[4]这部聋人题材漫画，结合写实的手法和夸张的表现方式，真实地再现了一对盲聋夫妇的故事，整个作品处于高中情态。

（三）构图意义

构图意义对应系统功能中的语篇功能，是指语篇成分的空间布局，是再现意义和互动意义的基石，主要由框架、信息值和突出情态三方面构成。[5]

信息值由图像中元素位置所决定。一般而言，图像上方元素为理想化的，而下方的元素真实、客观。左方的为旧信息，右方的为新信息。中心位置是平衡点，这里的元素被视为图像的重心。突出情态通过位置、颜色、尺寸对比等实现。框架是图像取景的结构。

《看不见听不到的爱情》漫画第一卷第一集有一组图画，左边是女主人公侧对着受众在切菜做饭，右边是男主人公坐在一个凳子上等候，中间的煤气炉上正在烧开水。男主人公听到了水烧开的声音，然后起来摸索着来到女主人公背后，拍了一下女主人公的肩头，女主人公吓了一跳，随后男主人公示意她水开了，两个人呵呵的笑了起来。前三幅都是左右结构，左边是专心致志做饭的女主人公（聋哑），背对着煤气灶，是旧信息。右边男主人公（失明）从坐在板凳，到听到水烧开的声音，到起身去提醒女主人公，不断提供给受众新信息。中心位置的煤气炉可以看作三幅图的重心，起到了平衡男女主人公行为的作用，也有效的解释了双方的行为。另外一组漫画，是快递员送快递，快递包裹很重，女主人公签收后，费力地把东西搬进屋里。快递员对男主人公在一帮站着的行为很不满（快递员并不知道男主人公失明了）。之后的三幅漫画都是快递员为背景分别是表达不满的表情并“哼”的转身而去、哐当的大力关门，关闭的门和“这个男的真够混蛋的”的话语。而男主人公则占据了画面的前端，突出了他的被人冤枉而又无从解释的表情。

通过聋人题材漫画《看不见听不到的爱情》进行多模态语篇分析，应用视觉语法理论分析了视觉符号在聋人题材漫画语篇中的作用，为有效理解漫画形象提供了新的途径，读者可以通过提高多模态识读能力，更加充分欣赏漫画作品。

漫画《看不见听不到的爱情》

[1]精明眼.看不见听不到的爱情[EB/OL].(2013-08-21)[2015-02-01]http://www.iieye.cc/mh/3B253AC9D733F25F/.

[2]Halliday，M.A.K.An Introduction to Functional Grammar［M］.London:Arnold，1994：72-128.

[3]贾振峰，李凤英.绥化网络信息传播的多模态分析[J].河北联合大学学报,2013(6)：37-39.

[4]李战子.多模态话语的社会符号分析［J］.外语研究,2003(5)：1-7.

车架的模态分析 篇7

关键词：车架,有限元,模态分析

0 引言

车架作为半挂车的关键部件,其结构必须有足够的静强度和刚度来达到其疲劳寿命、装配和使用的要求,同时还应有合理的动态特性来达到控制振动与噪声的目的。在车架结构设计中,如果只考虑结构的静强度和刚度,很可能会在设计过程中造成车架局部结构的不合理,而导致半挂车在运行中产生共振,产生噪声。模态分析作为动态分析的基础,是动态分析的重要内容。对车架进行模态分析以掌握车架对激振力的响应,从而对车架设计方案的动态特性进行评价己经成为半挂车车架设计过程中必要的工作。

1 车架的模态分析

1.1 建模

CXQ9190型半挂车的车架主要是边梁式结构,由2根阶梯工字型纵梁和20根折弯件的横梁组成,纵梁和横梁上还不规则的分部着许多的电线安装孔和加强块。车架结构复杂,但是根据圣维南原理,模型的局部细小变化和改动并不影响模型总的分析结果,因此建立车架有限元模型前对车架进行了一些简化[1]。

1.1.1 部分离应力远的圆弧过渡简化为直角,工艺上需要的倒角、抜模斜度等都不予考虑,这样可以减少在这些区域上的网格划分的数量,提高计算速度;

1.1.2 车架上有些构件,如凸台、销孔、线路孔、吊环孔等,仅是为了满足功能要求而设置的对结构的强度没有很大的影响,可以忽略;

1.1.3 除去对车架结构应力分布不产生太大影响的工具箱和防护网等零部件[2]。

本模型采用solid92单元,网格划分采用ANSYS软件自带的Mesh tool工具,设置单元边长为30mm,采用自由体划分。车架主纵梁模型共化为196 804个单元,396 071个节点。

材料的属性为:

材料的弹性模量E=2.1×1011Pa;材料的密度为ρ=7.8×10-9t/mm3

1.2 加载及求解

首先定义分析类型,分析选项,指定模态提取方法,然后定义主自由度,在模型上加载,指定载荷步选项,最后开始计算求解,退出求解器。

在典型的模态分析中唯一有效的“载荷”是零位移约束。如果在某个DOF处指定了一个非零位移约束,程序将以零位移约束代替在该处的设置。载荷可以加在实体模型上或有限元模型上[3]。

指定分析类型为Modal(模态),选择模态的提取方法为Block Lanczos(分块的兰索斯)法。对模型在牵引销板处进行全位移约束,后面弹簧悬架处约束Y方向的位移。设置扩展模态数为10,进行求解。

1.3 观察结果

模态分析的结果包括:车架的固有频率、已扩展的振型和相应的应力分布。根据模态分析的结果可以发现车架结构的薄弱环节及不足之处,同时还能根据车架模态参数的变化来诊断和预报车架结构的故障。

第一阶振型为Y-Z平面内的左右平动,频率为1.72Hz,最大幅值为1.159×10-3mm;第二阶振型为Y-X平面内的上下波动,频率为7.05 Hz,最大幅值为1.652×10-3mm;第三阶振型为Y-X平面内的上下波动,频率为13.40Hz,最大幅值为1.793×10-3mm;第四阶振型为Y-Z平面内的波动,频率为23.80Hz,最大幅值为1.705×10-3mm;第五阶振型为Y-Z平面内的局部摆动,频率为31.40Hz,最大幅值为2.942×10-3mm;第六阶振型为Y-X平面内车架尾部局部摆动,频率为35.00,最大幅值为6.182×10-3mm;第七阶振型为Y-Z平面内的波动,频率为35.84,最大幅值为1.707×10-3mm;第八阶振型为Y-X平面内的上下波动,频率为39.14Hz,最大幅值为2.55×10-3mm;第九阶振型为Y-Z平面内的尾部局部摆动,频率为43.11Hz,最大幅值为5.402×10-3mm;第十阶振型为Y-Z平面内的车架中部局部波动,频率为50.39Hz,最大幅值为2.051×10-3mm。从各阶振型图我们看到大多数振型是光滑的,只有个别振型不光滑,有待进一步改进。车架振动幅值较大的地方主要为车架中部和尾部,所以这两处也是最易产生疲劳破坏的地方。

从上面的分析结果来看,振幅较大的为第五阶,第六阶和第九阶振动,他们对应的频率分别为31.40Hz,35.00Hz和43.11Hz。而半挂车的激励主要来自路面,路面的激励是由道路条件决定的,高速公路和城市的路面状况较好,此激励多在3Hz(路面波长取10米,车速为120公里每小时)以下[2],对车架影响较大的频率错开了这一频率。车架在3Hz以内的频率仅有一阶,且振幅最小,所以说车架的结构是基本合理的。

2 小结

本文利用先进的有限元软件Ansys对半挂车车架进行模态分析,得出了车架的固有频率和振型特征.可以通过研究汽车零部件或整车的振动情况,避开这些频率或最大限度地减小对这些频率上的激励[4]可以为该车的进一步研究提供参数。

参考文献

[1]王晖云.低速载货汽车车架静动态特性研究.南京:南京农业大学,2007:21.

[2]俞徳津.基于有限元理论的重型半挂车车架动静态分析.南京:东南大学,2007:12～13,35.

[3]博弈创作室.ANSYS9.0经典产品基础教程与实例详解[M].北京:中国水利水电出版社,2006.

《多模态交际分析》评述 篇8

1 内容简述

在此书中, Norris分三个部分来介绍她的方法论, 首先, 她在书的开始部分, 介绍了多模态交际的特点, 并简单介绍多模态交际中常用模态的特点;然后, 她提出了几个重要的概念, 模态密度 (modal density) 、关注水平 (the levels of attention/awareness) 、前景-背景延续体 (Foreground-background continuum) 、语义结构机制 (semantic structuring devices) 等。 在本文的作者看来, 这几个概念的提出非常重要。一个多模态交际包含了多种模态, 各个模态之间并非是完全割裂的, 相反, 它们是相互黏合在一起。至于它们在实际交流中如何巧妙地被黏合在一起来表达交流者的意见呢?答案就是, 找出各模态的模态密度、关注水平, 以及此多模态交际的语义结构机制。可以这样说, 各个模态是多模态交际的骨骼, 而模态密度, 关注水平, 语义结构机制就是经络。一个日常生活中的多模态交际, 就是前者与或者的有机结合。 最后, Norris从实例出发, 解释了此方法论是如何起作用的。 下面本文作者主要从前两个方面来介绍Norris的方法论, 实例方面, 因篇幅有限, 不多赘述。

第一、Norris介绍了多模态交际的特点, 以及多模态交际中包含的常见模态极其特点。 在第一章中, Norris主要探讨了多模态的交际特点。她认为, 多模态交际具有普遍性, 所有的交际都是多模态的。 (Sigrid Norris, 2004:1) 多模态交际是由各种模态相互结合而成, 而不是简单的罗列。在多模态交际中, 有主要模态担当和次要模态担当的区别, 虽然语言经常在多模态交际中担当主要模态, 但是并不绝对。在一些交际场景中, 语言也会担当次要模态, 由其他模态担当主要模态。多模态交际中各模态有不同的结构, 有些模态的结构呈现顺序性, 有的模态的结构呈现完整性, 有的模态的结构有规律可依, 有的模态的结构非常随意。 (Sigrid Norris, 2004:2) 比如, 语言的口语表达呈现顺序性, 词汇有顺序性地由说话者发出, 另外, 语言本身有一套系统来指导其口语表达和书面表达;而手势的表达呈现完整性, 一个手势就表达一种语义, 手势不能叠加形成复杂语义, 当然也不能分解。多模态交际中各模态的具象性 (materiality) 不同。有的模态是可听的, 有的模态是可视的, 有的模态的具象化过程可以存续很长时间, 有的却很短暂。比如, 语言的口语表达是可听非可视的, 具象化过程存续的时间很短;布局模态 (the mode of layout) 是可视的, 具象化过程存续的时间很长。 (Sigrid Norris, 2004:2) 在第二章中, Sigrid Norris先介绍了多模态交际的分析单位, 那就是行为 (action) 。行为可以分为三种, 低水平行为 (Lower-level action) 、高水平行为 (Higher-level action) 、石化行为 (Frozen action) 。低水平行为是多模态交际的最小意义单位, 构成高水平行为。 (Sigrid Norris, 2004:11) 高水平行为也可以通过相互结合构成新的高水平行为。石化行为是固定下来的高水平行为。Norris这样解释道, “Frozen actions are usually higher-level actions which were performed by an individual or a group of people at an earlier time than the real-time moment of the interaction that is being analyzed. These actions are frozen in the material objects themselves and are therefore evident”。 (Sigrid Norris, 2004:13) 接下来, Norris介绍了多模态交际中包含的常用模态极其特点。她介绍的常用模态有:语言的口语表达 (Spoken Language) 、距离 (Proxemics) 、姿势 (Posture) 、手势 (Gesture) 、头部移动 (Head Movement) 、眼神 (Gaze) 、音乐 (Music) 、 (Print) 、布局 (Layout) 等。 Norris认为, 语言的口语表达是以语调为单位的, 以换气 (inhaling) 为单位的分界点。 (Sigrid Norris, 2004:15) 口语表达的结构有顺序性, 但是有的时候, 语言也会有重合, 比如, 两个或者两个以上的人同时说话。这一观点也被其他人所认同。比如, Van Leeuwen (1999) 认为同时讲话是人类交际中很重要的一个方面;Tannen (1984) 也探究了话语中合作性重叠, 或者同时讲话, 是怎样构建和影响人类关系的亲密度的?对于距离, Sigrid Norris认为, 距离一般指与其他人或物的空间距离。距离的表现形式会受文化和高水平行为影响。比如, 和朋友偶遇打招呼这一高水平行为与和朋友讲秘密这一高水平行为的空间距离一定不一样。另外, 早在1966 年, Hall就提出了四种空间距离, 亲密距离 (intimate distance) 、个人距离 (personal distance) 、社会距离 (social distance) 、公众距离 (public distance) 。Norris对身势的叙述不多, 认为身势就是说话者将自己身体摆向某一方面的方式, 可以分为开放性身势 (open posture) 、闭合性身势 (closed posture) 。 (Sigrid Norris, 2004:20) 通过身势, 我们可以看出说话者在交际中的参与度。Sigrid Norris将手势分为五种:象形性手势 (Iconic gesture) 、隐喻性手势 (Metaphoric gesture) 、指向性手势 (Deictic gesture) 、节奏性手势 (Beat gesture) 。 (Sigrid Norris, 2004:28) Sigrid Norris将头部移动分为简单头部移动、复杂头部移动。简单头部移动分为侧向型 (lateral) 、失状型 (sagittal) 、旋转型 (rotatonal) 。 (Sigrid Norris, 2004:32) 复杂头部移动是两种或者两种以上的类型叠加而成。Norris认为, 当说话者全身心参与谈话的时候, 眼神模态在交谈中一般是从属地位的。但是, 当说话者不仅参与交谈, 也参与其他活动的时候, 眼神在交谈中往往是主导地位的。眼神受交际的环境和高水平行为所影响。 (Sigrid Norris, 2004:36) Norris对音乐的叙述不多, 她认为音乐是当人们用乐器或者歌声来传达自己观点、思想、感情的一种模态。印刷模态, Norris认为, 包含了语言的书面印刷 (written text) 和图像 (printed image) 。最后, Norris介绍了布局这一模态。

第二、Norris提出了几个重要的概念, 模态密度、关注水平、前景-背景延续体。 模态密度的实现是由模态强度或模态复杂度, 或者两者一起来完成。在交际中, 如果以一种模态为主, 那么这种模态的模态强度就高。当然, 在有的交际情况中, 主要的模态可能是几个模态的结合体。那么, 怎么来判断交际的主模态呢?Norris给出了三个判断条件:1) 如果由某种模态来安排其他模态在交际中的位置, 那么这种模态就为主模态, 有高的模态强度;2) 如果参与者用某种模态来完成高水平行为, 那么这种模态就是主模态, 有高的模态强度;3) 如果参与者所使用的其他模态都是基于某种模态的, 那么这种模态就是主模态, 有高的模态强度。 (Sigrid Norris, 2004:83) 模态复杂度, 是指包含在高水平行为中的各种模态的相互关系。模态的复杂度取决于构成高水平行为的参与者的低水平行为。模态密度与模态强度、模态复杂度的关系可以归纳如下:模态强度越强, 模态密度越大。模态复杂度越高, 模态密度越大。 交际中模态的强度受交际情境、交际者以及周围的环境因素的影响。

关注水平, 顾名思义, 就是交际者对模态的关注度。交际活动的顺利进行, 基于参与者关注于包含中低水平中的各种模态。在交际中, 交际的参与者可以同时关注几个模态, 也可以逐一关注每个模态。所以, 在一个高水平行为中, 可能会是一个关注水平, 两个关注水平, 也可能是三个关注水平。在这里, 需要再介绍三个概念:前景 (Foreground) 、中景 (Mid-ground) 、背景 (Background) 。在交际活动中, 交际者主要的关注的高水平行为处于关注的前景, 交际者关注很少的高水平行为处于关注的背景, 交际者有一定关注的高水平行为处于关注的中景。当然, 这三个阶段并不是孤立存在的, 而是构成了一个连续体 (Foreground-background continuum) 。 (Sigrid Norris, 2004:97)

2 结束语

该书所介绍的多模态分析框架, 为进行多模态话语分析提供一个新的视角, 使得多模态话语分析框架变得更加全面。以往的多模态分析框架, 往往只是针对单一模态。而对于交际活动中的其他模态, 都很少涉及。该书的多模态分析框架, 几乎囊括了交际活动中的所有模态, 这样的分析框架, 能够让我们较全面地去分析多模态的交际活动, 而模态密度、关注水平、前景-背景延续体等概念提供给我们新的角度去分析交际活动。所以, 这一理论会给我们在研究多模态分析框架上提供更多的启示。另外, 书中语言浅显易懂, 而且附有大量实例进行阐释。通过对例子的分析, 可以加速读者对理论的理解。无论对于研究多模态话语分析的学者, 还是学习多模态话语分析的学生, 都是一本不错的参考资料。

参考文献

[1]Norris S.Analyzing Multimodal Interaction:A MethodologicalFramework[M].New York:Routledge, 2004.

[2]Tannen D.Conversational Style:Analyzing Talk AmongFriends[M].Norwood, New Jersey:Ablex Publishing, 1984.

[3]Van Leeuwen T.Speech, Music, Sound[M].London:Macmil-lan Press, 1999.

模态综合法精度分析 篇9

模态综合法用于振动学中机械振动特性的研究, 模态综合技术的基本思想是根据某些原则[1], 将大型复杂结构分解为若干子结构, 分别计算各子结构的少量低阶模态, 并由子结构的低阶模态综合全结构的低阶模态, 是研究结构动力学的一种常用的近代方法[1]。自20世纪60年代初Hurty和Gladwell奠定了模态综合技术的基础以来, 该技术得到了迅速的发展, 吸引了大批研究人员, 发表了大量的文献, 使得模态综合法不断趋于成熟。大批的技术人员不断借助此方法解决各种振动问题, 由于模态综合法具有精度高的优越性, 它已在许多领域得到了广泛应用[2]。模态分析是用来确定结构的振动特性的一种技术, 主要包括以下几个方面的内容:自然频率、振型、振型参与系数。

模态分析是所有动力学分析的基础。21世纪近十余年以来, 模态分析的理论基础, 已经由传统的线性位移实模态、复模态理论发展到广义模态理论, 并被进一步引入到非线性结构振动分析领域, 同时模态分析理论汲取了振动理论、信号分析、数据处理、数理统计以及自动控制的相关理论, 结合自身的发展规律, 形成了一套独特的理论体系, 创造了更加广泛的应用前景。这一技术已经在航空、航天、造船机械、建筑、交通运输和兵器等工程领域得到广泛应用。它使得结构设计避免共振或以特定频率进行振动, 可以使工程师认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的, 并且有助于在其他动力分析中估算求解控制参数。模态综合法针对大型复杂结构问题, 往往采用子结构技术, 模态综合法是基于子结构的模态特性和模态坐标建立起来的连接方法, 不同的模态选取会对计算结果产生影响。本文以均匀直角梁为例, 运用模态综合法选取两种不同的模态, 计算在两种不同模态下的振动频率, 并将计算的结果通过与有限元方法计算结果进行分析, 找出较为精确的模态[3]。

1 模态综合法研究应用

选取两根完全相同的均匀细直梁, 长为l, 截面刚度为EI, 单位长度的质量为ρ, 由它们构成直角梁 (如图1) 。

根据模态综合法研究思路, 将直角梁分成两段均匀的直角梁1与梁2, 分别取坐标系x1oy1与x2oy2, 各梁的振动位移用u1 (x1, t) 、y1 (x1, t) u2 (x2, t) 、y2 (x2, t) 表示[4]。它们分别近似地假设为:

根据直角梁的振动特性, 其中的各个假设模态i (x) 可取为:

在振动中, 梁段的动能和势能分别为:

则系统的动能与势能也可写成矩阵形式:

由位移协调条件, 有:

由位移协调条件和弯矩协调条件, 我们得到含有5个变量的3个独立的线性代数方程式 (1) 与式 (2) 。由此, 取z1, z2作为独立变量,

此时, 系统的动能和势能都已由独立变量来表示。将此时的EK, EP代入拉格朗日方程, 得:

2 计算结果及分析

将此系统的主振型表示为q1=q0sinpt

此时容易解得系统的固有频率为:

若将此系统的主振型表示为:

此时解得系统的固有频率为:

为便于综合比较, 现将不同阵型下的模态综合法计算结果和有限元计算结果[5,6,7,8]列于表1。

3 结论

本文通过选取不同主振型所得出的频率近似值, 说明振型的选取会对计算结果产生一定的影响。通过与有限元方法计算结果进行比较, 可得出在均匀直角梁的频率研究中, 选取的三角函数振型比幂级数振型较为精确, 所得结果更接近梁的准确值, 能更形象地描述直角梁的振动问题。

模态综合法以其较高的精度, 能够很好解决各种振动问题[7,8,9]。但是, 不同的振型选取, 对模态综合法计算精度会产生一定的影响, 故此, 在模态综合法的研究应用中, 振型的选取要尽可能地符合研究对象的实际振动状态, 进而提高模态综合法的研究精度。模态综合法研究精度的不断提高, 将使其在结构动力研究中发挥更大更积极的作用。

[ID:001523]

摘要：模态综合法是研究振动问题的常用方法。本文以均匀直角梁在它本身平面内的弯曲振动问题为例, 运用模态综合法, 选取不同主振型, 分别计算它的平面弯曲振动的前两阶固有频率, 比较不同主振型下所得出的近似频率的精度。同时, 将模态综合法两种不同振型下的计算结果与有限元法计算结果相比较, 通过近似频率的精度比较, 来分析不同振型下模态综合法的计算精度。

关键词：直角梁,振动,模态,独立变量,频率

参考文献

[1]梁君, 赵登峰, 模态分析方法综述[J].现代制造工程, 2006, 29 (8) :139-141.

[2]童卫华, 姜节盛, 模态综合法的误差分析及精度改进[J].西北工业大学学报, 1999, 19 (1) :44-47.

[3]张应迁, 柳忠彬, 等.模态综合法在阀门模态分析中的应用[J].机械设计与制造, 2012, 50 (5) :103-105.

[4]方同, 薛璞, 振动理论及应用[M].西安:西北工业大学出版社, 1998:267-288.

[5]沈永刚.关于模态综合法模态函数选择和计算精度的研究[J].中国纺织大学学报, 1998, 24 (5) :41-44.

[6]张平, 陈奎孚.提高模态参数识别精度的一种方法[J].中国农业大学学报, 2002, 7 (6) :5-9.

[7]李琳, 盛君.混合界面直接分支模态综合法[J].应用力学学报, 2005, 22 (2) :316-317.

[8]李录贤, 刘书静.广义有限元方法研究进展[J].应用力学学报, 2009, 26 (1) :97-107.

基础隔震房屋的模态分析 篇10

工程结构隔震、抗震技术是目前工程结构抗震领域建筑工程中研究和应用的热点问题。隔震技术减震概念明确、效果明显,理论研究和试验研究的成果比较丰富和完善,已成功应用于多种建筑结构。比较成熟的是夹层橡胶垫基础隔震技术,它主要是通过在房屋底部和基础顶面之间设置水平刚度远小于上部结构层间刚度的夹层橡胶垫隔震装置,使得整个结构体系的自振周期变长[2]。过滤地震波中破坏作用较大的中高频成分,降低上部结构的地震反应。

1 隔震单元本构模型

橡胶隔震垫空间双向非线性特性的隔震单元计算模型如图1所示,若两个剪切自由度均为非线性,耦合的力—变形关系如下指定:

其中,k2,k3均为弹性弹簧系数;σy2,σy3均为屈服力;r2,r3为屈服后的刚度对弹性刚度(k2,k3)的比例。这些变量的范围为代表屈服。z2和z3初始值为0,其变化遵从下列等式:

如果只是一个剪切自由度具有非线性行为,则上面的等式变为单轴塑性行为。

2 基础隔震结构的计算实例模型

2.1 计算软件

选定美国Computers&Structures Inc.公司SAP2000非线性有限元和结构设计集成软件。该软件能较方便地建立复杂空间结构计算模型,特别是其非线性单元库中直接包括隔震单元,是国际上有限元分析和结构设计相结合的著名软件。

2.2 模型的建立

本文以建在某市的一栋隔震房屋为例,为了精确模拟实际结构,该模型采用空间三维模型。模型尺寸按结构实际尺寸输入,隔震房屋首层是商场,层高3.6 m,其余各层均为住宅用房,层高3.0 m,共8层,地面以上高度为24.6 m,橡胶垫安置在框架柱的位置见图2。隔震层的质量为0.215×106 kg,隔震层的阻尼比为0.10,其他各层的阻尼比为0.05。首层楼面活荷载为3.0 kN/m2,其余各层为1.5 kN/m2。基本风压0.65 kN/m2,风向为y向。梁柱混凝土强度等级为C25,板混凝土强度等级为C20。两栋房屋的构件截面与配筋相同。建筑场地属于三类建筑,场地特征周期为0.51 s,某市为地震区,基本设防烈度为8度。抗震房屋与隔震房屋的三维模型见图3。由于上部结构与基础之间被橡胶隔震垫完全隔离,故需增设底层楼盖。考虑到设置橡胶隔震垫之后,上部结构在设计地震时基本仍处于弹性状态故上部结构是按非抗震方法设计的,即上部结构只考虑恒荷载、活荷载以及风荷载的作用。

2.3 橡胶垫的选用

该隔震房屋选择橡胶垫。外形尺寸,直径为600 mm,高为190 mm,形状系数S=D/4 t=10。两种垫均为8层的15 mm厚的橡胶片和7层的3 mm厚的钢板交错粘合而成,外包4.5 mm厚的橡胶保护层橡胶垫通过上下两块厚的钢板与结构连接。该隔震结构使用了总共23个叠层钢板橡胶垫。

3 抗震结构与基础隔震结构的地震反应对比

按照图3建立计算模型,采用SAP2000进行计算得到抗震结构和隔震结构的周期如表1所示,从表1可以看出抗震结构以前3阶振动模型为主和隔震结构以前2阶振动模型为主。抗震结构前3阶振动模态如图4所示。

隔震结构前2阶振动模态如图5所示

4 结语

1)隔震结构和抗震结构相比,各阶自振周期都有明显增长,离场地的特征周期较远,从而能够避开地震动的主要频段,减轻结构的地震反应,达到保护生命和财产的目的。2)从隔震结构的前2阶的振型形状可以看出,隔震层以上结构以“整体平动”为主,而抗震结构存在明显的扭转,抗震结构的基本振型主要是下小上大的“放大型”,其第一振型以剪切变形为主,结构的位移反应从下到上逐步被放大,从第二振型开始发生明显的平扭耦合振动,扭转对结构产生的危害巨大,对比可知隔震结构有着明显的优越性。其原因在于:a.高阶振型对振动的影响较小,所以在地震中上部结构层间位移会大大地减小;b.抗震结构的扭转主要由于基础固定时,高阶振型的参与系数较大,而高阶振动中的扭转分量会更加显著,从而导致结构发生明显的扭转反应;同时由于地震动是多维随机运动,地面运动存在转动分量或地面各点的运动存在着相位差,导致虽然结构为对移结构,也难免发生扭转。再者,由于结构平面质量中心与刚度中心不重合,存在偏心,还有各层的质点不在同一竖轴上。3)由于隔震结构的水平刚度远远小于抗震结构,根据隔震原理隔震层水平刚度越小,上部结构的减震效果越好,但同时会增加隔震建筑的水平位移,所以隔震建筑的最大水平位移远大于抗震结构,从能量角度来讲隔震层吸收了大量地震的能量,减小了地震对主体结构的破坏。总的来说,隔震结构减震效果非常明显,结构施工并不复杂,值得大力研究和推广应用

摘要：首先分析了隔震单元的本构模型,在此基础上利用大型有限元分析软件SAP2000对一栋采用橡胶垫支座隔震的8层框架结构在抗震和隔震两种情况下进行了模态分析,通过对比分析得出隔震结构减震效果非常明显,结构施工并不复杂。

关键词：基础隔震结构,橡胶隔震垫,模态分析

参考文献

[1]周福森.工程结构减震控制[M].北京:地震出版社,1997.

[2]唐家祥,刘再华.建筑结构基础隔震[M].武汉:华中理工大学出版社,1993.