【摘要】： 試驗?zāi)B(tài)分析是基于測試試驗建立和描述結(jié)構(gòu)振動特性的數(shù)學(xué)模型的過程。它提供了了解機械結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的方法,對機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)修改起著重要作用。 本文從試驗?zāi)B(tài)分析的基本原理出發(fā),研究了頻域模態(tài)參數(shù)識別的方法,著重研究基于頻響函數(shù)的正交多項式曲線擬合的參數(shù)識別方法。為了提高參數(shù)識別精度,分析了噪聲對頻響函數(shù)計算的影響。通過建立仿真模型,驗證了算法的精度,同時,對比了整體曲線擬合和分頻帶擬合的精度差別,為軟件開發(fā)提供算法依據(jù)。 根據(jù)試驗?zāi)B(tài)分析的原理和步驟,設(shè)計試驗?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)。采用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言Visual C++開發(fā)軟件功能。該軟件分為四個模塊:數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、頻響函數(shù)計算模塊、參數(shù)識別模塊。數(shù)據(jù)采集模塊控制NI-9233同步數(shù)據(jù)采集器實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和實時顯示;數(shù)據(jù)保存模塊結(jié)合ACCESS數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)保存。頻響函數(shù)計算模塊和參數(shù)識別模塊用C++與Matlab混合編程的方法實現(xiàn)正交多項式曲線擬合參數(shù)識別的算法。 在工業(yè)現(xiàn)場和實驗室結(jié)構(gòu)這棟模態(tài)分析中,驗證了試驗?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)的有效性。使用新疆吐哈油田注水管線的測試數(shù)據(jù),進行模態(tài)參數(shù)識別,并對比專業(yè)模態(tài)分析軟件ME’scopeVES的分析結(jié)果,證明了本軟件分析結(jié)果和精度與ME’scopeVES的分析結(jié)果基本一致。最后對于裂紋梁進行模態(tài)試驗,利用本軟件進行分析計算裂紋梁的固有頻率、阻尼比和留數(shù)。
【圖文】：

2 試驗?zāi)B(tài)分析的理論和方法研究根據(jù)試驗?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)的功能需求，重點研究了本試驗?zāi)B(tài)分析法，即基于頻響函數(shù)的正交多項式法模態(tài)參數(shù)識別技術(shù)，并驗證函數(shù)模型的參數(shù)識別精度。模態(tài)分析的基本理論態(tài)分析就是通過試驗及數(shù)據(jù)處理來識別實際結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性，過程，理論模態(tài)分析和試驗?zāi)B(tài)分析的原理圖，如圖 2.1 所示。2.1 所示，假設(shè)該結(jié)構(gòu)為阻尼彈簧結(jié)構(gòu)，ω、ξ 為系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)，)為模態(tài)外力。根據(jù)模態(tài)參數(shù)運動方程模態(tài)參數(shù)數(shù)學(xué)模型。令外力 )j tt Feω= ，則 ( )j tx t Xeω= ，，代入運動方程得到頻響函數(shù) H(ω)。此過

( )l ky jω 是關(guān)于權(quán)kW 滿足下列正交條件的第 l 次多項式：* *1( )( ) ( ) ( ) ( )0( )L LK L K Lk s k l k k s k l ks lW y j y j W y j y js lω ω ω ω= = =∑ = ∑= ≠ sythe 復(fù)正交多項式， ( )l ky jω 的一般形式為：1( ) ( ) /ll k l k ly jω j u ωd = 中， ( )l ku ω 可以由以下遞推公式得到：0( ) 1ku ω = 1( )k ku ω = ω1 2 1 2( ) ( ) ( ) /l k k l k l k l lu ω ω u ω u ωd d = (l=2,3…m) 2( )LK Ll k l kd W u ω= = ∑ 式 ( ) ( )l k l kp jω = y jω，可令 1kW = ：式 ( ) ( )l k l kq jω = y jω，可令2k kW = H。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP311.52;TH113.1

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