發(fā)布時(shí)間：2020-04-19 18:40

【摘要】： 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)是基于測(cè)試實(shí)驗(yàn)建立和描述結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的數(shù)學(xué)模型的過程。它提供了識(shí)別結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)的重要方法,在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)修改中起著重要的作用,而試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的關(guān)鍵之處就是模態(tài)參數(shù)識(shí)別。因此,如何提高模態(tài)參數(shù)識(shí)別的精度以便更好的為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和修改服務(wù),一直是工程界積極探討的課題。 本文對(duì)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析基本原理進(jìn)行了深入研究,從提高參數(shù)識(shí)別精度出發(fā),分析了模態(tài)參數(shù)識(shí)別精度的影響因素。根據(jù)噪聲對(duì)頻響函數(shù)估計(jì)精度的影響,提出了頻響函數(shù)估計(jì)的最小二乘優(yōu)化算法;并分析了不同參數(shù)識(shí)別方法對(duì)參數(shù)識(shí)別精度的影響。同時(shí),研究了應(yīng)用最為廣泛的分量分析法和正交多項(xiàng)式擬合法兩種識(shí)別方法,并分別實(shí)現(xiàn)了兩種方法的算法,通過實(shí)例對(duì)比了兩種識(shí)別方法的優(yōu)劣。為了得到更高精度的模態(tài)參數(shù),作為嘗試,本文還初步研究了基于小波去噪和HHT變換的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法,實(shí)例表明,該方法能夠得到更高精度的模態(tài)參數(shù)。 在研究了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析基本原理,以及國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析軟件的基礎(chǔ)上,采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言Visual C++開發(fā)了機(jī)械結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的軟件系統(tǒng)。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)的構(gòu)成和主要功能把整個(gè)軟件系統(tǒng)劃分為四大功能模塊---結(jié)構(gòu)模型的建立模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、頻響函數(shù)分析模塊以及參數(shù)識(shí)別模塊。軟件采用多視圖設(shè)計(jì)思想,一個(gè)功能模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)視圖,每個(gè)視圖有自己獨(dú)立操作的菜單和工具條。該軟件系統(tǒng)提供了三種試驗(yàn)方法即單輸入單輸出的變激勵(lì)方法和變響應(yīng)方法以及單輸入多輸出的方法,參數(shù)識(shí)別模塊提供了分量分析法和正交多項(xiàng)式擬合法,并預(yù)留了增加新的參數(shù)識(shí)別算法的接口。 為了驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)的正確性,對(duì)平板結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析,并把模態(tài)參數(shù)識(shí)別結(jié)果與ME’scopeVES軟件識(shí)別結(jié)果作對(duì)比,對(duì)比結(jié)果表明軟件的設(shè)計(jì)不僅正確而且參數(shù)識(shí)別精度和ME’scopeVES軟件識(shí)別精度一致。最后通過對(duì)振動(dòng)臺(tái)簡(jiǎn)支梁的實(shí)測(cè)試驗(yàn),采用本軟件進(jìn)行了簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析,得到了簡(jiǎn)支梁的固有頻率、阻尼比和振型。
【圖文】：

（2.35）2.2.5 應(yīng)用實(shí)例圖2.5中a為一簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)受到脈沖錘激勵(lì)后利用功率譜平均估計(jì)得到頻響函數(shù)幅值譜，此頻響函數(shù)曲線是根據(jù)離散頻響函數(shù)值構(gòu)造出來的，只有在離散點(diǎn)有值，同時(shí)由于噪聲信號(hào)的干擾，導(dǎo)致曲線不平滑。圖中可以看出在 50Hz 和 200Hz左右出現(xiàn)幅值峰值，說明結(jié)構(gòu)在這兩個(gè)頻率成分附近發(fā)生共振，即這兩個(gè)頻率附近存在結(jié)構(gòu)的固有頻率。若用此曲線來識(shí)別模態(tài)參數(shù)，必然影響到識(shí)別精度。圖 a中兩階模態(tài)離的較遠(yuǎn)，，可以分段進(jìn)行擬合。 圖 2.5 中 b、c 分別為利用最小二乘法優(yōu)化 a 中功率譜平均估計(jì)的頻響函數(shù)幅值譜。圖 b、c 明顯比圖 a 更平滑，峰值更明顯，并且在任意頻率點(diǎn)均能計(jì)算出頻響函數(shù)值。采用未優(yōu)化的頻響函數(shù)識(shí)別結(jié)果

不同的頻率通道。3）所提出的系統(tǒng)的統(tǒng)一動(dòng)力學(xué)模型，為了減少對(duì)測(cè)量的信號(hào)先進(jìn)行小波去噪提取自由響應(yīng)，，得到 IMF 分量，然后在 IMF 分量中選取各各階模態(tài)參數(shù)。模態(tài)參數(shù)識(shí)別的流程如圖 2.7 所構(gòu)在脈沖錘激勵(lì)下的響應(yīng)如圖 2.8 所示：圖 2.7 模態(tài)參數(shù)識(shí)別的流程圖2.7 Flow chart of modal parameters identification by using線性擬合頻率阻尼比幅值相角曲線HT單模態(tài)自由響應(yīng)IMF分量EMD小波去噪實(shí)測(cè)響應(yīng)信號(hào)自由響應(yīng)信號(hào)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TH111

【引證文獻(xiàn)】

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1 肖飛;劉獻(xiàn)禮;吳石;王艷鑫;劉立佳;許紅;;基于整體多項(xiàng)式識(shí)別法的高速銑削刀具系統(tǒng)的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析[J];航空精密制造技術(shù);2012年02期

2 景暉;黃美發(fā);黃錦旗;張旭藍(lán);;基于有限元的彈簧試驗(yàn)機(jī)偏心輪模態(tài)分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2011年08期

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2 袁蘭;模態(tài)分析技術(shù)及其軟件的研發(fā)[D];浙江大學(xué);2012年

3 劉文劍;基于ANSYS Workbench的掃描儀結(jié)構(gòu)分析[D];西安電子科技大學(xué);2009年

4 杜貴益;基于虛擬儀器的振動(dòng)測(cè)試與模態(tài)分析系統(tǒng)研究[D];中南大學(xué);2010年

5 金善玉;高速列車轉(zhuǎn)向架自振頻率測(cè)試方法研究[D];吉林大學(xué);2012年

6 鄔錢涌;橋門式起重機(jī)模擬加載測(cè)試系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2012年

7 石瑞;大型立式自動(dòng)砂輪玻璃磨邊機(jī)動(dòng)態(tài)特性分析[D];北方工業(yè)大學(xué);2012年

8 潘實(shí);基于虛擬儀器技術(shù)的多通道試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)研究[D];中南大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2633615