發(fā)布時(shí)間：2017-05-19 04:04

  本文關(guān)鍵詞：環(huán)境激勵(lì)下船舶結(jié)構(gòu)模態(tài)分析實(shí)驗(yàn)與理論研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 目前船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)已經(jīng)成為船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、試航以及交船的驗(yàn)收指標(biāo)之一,它對(duì)于船上結(jié)構(gòu)安全和人員、設(shè)備等正常工作有很大影響,因此研究船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)分析以及振動(dòng)控制方法具有重要意義。但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析由于需要完整的激勵(lì)信息而存在諸多局限性,難以達(dá)到滿意的效果。 運(yùn)行模態(tài)分析是一種僅基于環(huán)境激勵(lì)下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)來(lái)提取模態(tài)參數(shù)的方法,因其無(wú)需激勵(lì)設(shè)備,安全性好,不影響設(shè)備正常工作等特點(diǎn)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。目前在土木、汽車及航天的振動(dòng)分析領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛,但在船舶結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析領(lǐng)域所見(jiàn)研究不多。本文重點(diǎn)研究了運(yùn)行模態(tài)分析方法在船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析中的應(yīng)用可行性,根據(jù)艦船航行中所受激勵(lì)特點(diǎn),研究提出了濾波-自互功率譜法來(lái)識(shí)別航行中船舶結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù),并初步驗(yàn)證了該方法的有效性和實(shí)用性。這對(duì)于推動(dòng)運(yùn)行模態(tài)分析方法在船舶結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析中的應(yīng)用有重要意義。論文主要工作包括: 首先,研究、對(duì)比國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和最新研究進(jìn)展,綜述了運(yùn)行模態(tài)分析的多種計(jì)算方法。討論了運(yùn)行模態(tài)分析在船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析中應(yīng)用的可行性,并根據(jù)艦船航行所受環(huán)境激勵(lì)的特點(diǎn),將其所受激勵(lì)假設(shè)為白噪聲和已知頻率的簡(jiǎn)諧激勵(lì)同時(shí)存在的情況,突破了傳統(tǒng)運(yùn)行模態(tài)分析方法白噪聲激勵(lì)的假設(shè)。 其次,學(xué)習(xí)信號(hào)處理、動(dòng)態(tài)測(cè)試和模態(tài)分析等相關(guān)理論。根據(jù)船舶航行中所受激勵(lì)中含有明顯簡(jiǎn)諧激勵(lì)的特點(diǎn),提出使用帶阻數(shù)字濾波技術(shù),濾除已知的一個(gè)或多個(gè)確定頻率的激勵(lì),減少其對(duì)結(jié)構(gòu)真實(shí)模態(tài)辨識(shí)的影響。將濾波方法與自互功率譜方法相結(jié)合,形成適用于船舶結(jié)構(gòu)在線模態(tài)分析的濾波-自互功率譜方法。 最后,對(duì)所研究的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先,對(duì)簡(jiǎn)支梁同時(shí)施加白噪聲和簡(jiǎn)諧激勵(lì),以此來(lái)模擬船舶航行所受激勵(lì)特點(diǎn),并提取其模態(tài)參數(shù),從而驗(yàn)證所研究方法的有效性。其次,對(duì)一艘航行中貨船的桅桿實(shí)測(cè)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理和分析,使用濾波-自互功率譜法進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí),通過(guò)與有限元分析結(jié)果的對(duì)比,表明所研究的方法對(duì)運(yùn)行船舶結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的識(shí)別是有效的,可行的。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)境激勵(lì) 運(yùn)行模態(tài)分析 船舶結(jié)構(gòu) 濾波-自互功率譜法
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：U662
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 研究意義與背景9-10
• 1.2 模態(tài)分析技術(shù)10-13
• 1.2.1 傳統(tǒng)模態(tài)分析技術(shù)11-12
• 1.2.2 運(yùn)行模態(tài)分析技術(shù)12-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-16
• 2 運(yùn)行模態(tài)識(shí)別方法綜述及其在船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析中的應(yīng)用16-31
• 2.1 時(shí)域方法16-23
• 2.1.1 隨機(jī)減量法16-17
• 2.1.2 ITD法17-18
• 2.1.3 最小二乘復(fù)指數(shù)法18-19
• 2.1.4 時(shí)間序列法19-20
• 2.1.5 NExT法20-21
• 2.1.6 特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法21-22
• 2.1.7 隨機(jī)子空間法22-23
• 2.2 頻域方法23
• 2.2.1 峰值拾取法23
• 2.2.2 頻域分解法23
• 2.3 聯(lián)合時(shí)頻域方法23-24
• 2.4 關(guān)鍵問(wèn)題及研究趨勢(shì)24-26
• 2.4.1 關(guān)鍵問(wèn)題24-25
• 2.4.2 國(guó)內(nèi)外研究趨勢(shì)25-26
• 2.5 環(huán)境激勵(lì)下船舶結(jié)構(gòu)模態(tài)分析的應(yīng)用可行性26-30
• 2.5.1 航行中船舶所受激勵(lì)及假設(shè)26-29
• 2.5.2 應(yīng)用可行性分析29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 3 船舶結(jié)構(gòu)運(yùn)行模態(tài)分析理論及方法31-58
• 3.1 動(dòng)態(tài)測(cè)試后處理31-38
• 3.1.1 模擬信號(hào)的采樣、量化和截?cái)?/span>31-33
• 3.1.2 快速傅里葉變換33-34
• 3.1.3 頻率混疊和采樣定理34-36
• 3.1.4 泄露和窗函數(shù)36-38
• 3.1.5 小結(jié)38
• 3.2 自互功率譜法38-51
• 3.2.1 頻響函數(shù)理論38-39
• 3.2.2 功率譜估計(jì)理論39-44
• 3.2.3 識(shí)別固有頻率44-48
• 3.2.4 計(jì)算阻尼比48-49
• 3.2.5 計(jì)算振型49-51
• 3.3 濾波-自互功率譜法51-57
• 3.3.1 數(shù)字濾波的頻域方法51-54
• 3.3.2 辨識(shí)過(guò)程54-56
• 3.3.3 濾波-自互功率譜法優(yōu)缺點(diǎn)及工程應(yīng)用56-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證58-78
• 4.1 簡(jiǎn)支梁實(shí)驗(yàn)58-68
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及布置58-60
• 4.1.2 信號(hào)預(yù)處理及濾波60-61
• 4.1.3 識(shí)別固有頻率與阻尼比61-66
• 4.1.4 計(jì)算振型66-67
• 4.1.5 結(jié)果分析67-68
• 4.2 實(shí)船桅桿振動(dòng)分析68-77
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)條件68-69
• 4.2.2 信號(hào)分析及濾波69-72
• 4.2.3 模態(tài)參數(shù)辨識(shí)72-76
• 4.2.4 結(jié)果對(duì)比和分析76-77
• 4.3 本章小結(jié)77-78
• 5 總結(jié)與展望78-80
• 5.1 論文工作總結(jié)78-79
• 5.2 論文工作展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況83-84
• 致謝84-85

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陳科山;崔興斌;陶冬;鄭輝;;基于虛擬儀器的振動(dòng)信號(hào)采集與處理系統(tǒng)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年22期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 王若沖;船舶動(dòng)力設(shè)備振動(dòng)評(píng)估及故障特性提取研究[D];大連理工大學(xué);2010年

2 崔興斌;鐵羅坪大橋數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];北京交通大學(xué);2011年

3 查學(xué)雷;交會(huì)對(duì)接目標(biāo)飛行器資源艙結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

4 李芒芒;風(fēng)力機(jī)葉片機(jī)械損傷動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法與技術(shù)研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：環(huán)境激勵(lì)下船舶結(jié)構(gòu)模態(tài)分析實(shí)驗(yàn)與理論研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：377702