【摘要】： 基于模態(tài)分析法的結(jié)構(gòu)動態(tài)載荷識別技術(shù)是根據(jù)已知結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性和實測的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)，來反求系統(tǒng)所受到的動態(tài)載荷。載荷識別技術(shù)為那些無法直接測量載荷的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)提供一種識別動態(tài)載荷的有效方法。本文主要探討了頻域載荷識別法中的頻響函數(shù)直接求逆法識別載荷的原理和方法。 首先介紹了基于坐標變換和模態(tài)疊加原理的多自由度系統(tǒng)振動的模態(tài)分析法，導(dǎo)出了比例阻尼模型下結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)的表達式。 本文構(gòu)造了基于Mindlin假設(shè)的任意四邊形板／殼單元和空間桿單元組合的加筋板／殼單元，用于分析結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。采用非等參插值的方法避免了Mindlin板／殼單元用于分析薄板／殼結(jié)構(gòu)時固有的剪切鎖死問題，數(shù)值算例結(jié)果表明，該單元對與薄板和厚板均給出了精確的解。同時，為了避免在用板單元擬合殼體時在結(jié)構(gòu)扁平處極易出現(xiàn)的總剛度矩陣奇異，在面內(nèi)引入帶旋轉(zhuǎn)自由度參數(shù)。針對Mindlin板單元在計算結(jié)構(gòu)的固有頻率時偏高的缺陷，本文提出在形成Mindlin板單元質(zhì)量陣時將剪應(yīng)變看作等效的轉(zhuǎn)角項計入系統(tǒng)的動能中，使Mindlin板的質(zhì)量陣中包含了剪切變形的影響，從而提高了結(jié)構(gòu)頻率的計算精度。 結(jié)構(gòu)動態(tài)載荷識別的方法主要有頻域法和時域法兩大類，本文主要對頻域法中的頻響函數(shù)直接求逆法的基本原理進行了介紹。通過對結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)矩陣的特性的分析，從理論上分析載荷識別精度的影響因素，提出了提高載荷識別精度的措施。通過計算機仿真實驗分別討論了模態(tài)疊加階數(shù)、響應(yīng)測點數(shù)、測點位置變化和載荷位置是否已知對載荷識別精度的影響，得出了一些定性的結(jié)論。 最后，以四邊簡支矩形板為模型，進行了模態(tài)實驗和簡諧激勵下的響應(yīng)實驗。通過實驗驗證了本文計算程序的正確性，，通過實驗識別的結(jié)構(gòu)阻尼和實測的響應(yīng)，進行了載荷識別，并與實際載荷作了比較。
【圖文】：

3毫米和5毫米。實測的厚度為3.14和4.80毫米。理論計算和實驗時均采用相同的網(wǎng)格劃分，如圖4一1所示。4.1.2實驗儀器及實驗方法實驗中所用的儀器有:力錘、力傳感器、加速度傳感器、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集儀和分析儀。實驗時，力錘的力信號由力傳感器測量，加速度已已二l二薈薈...1自…鉀鉀二二，.……甲甲………，，已二!二二...‘1.……1111111口縣縣...二.1口.〔〔，，，.，任.卜卜....…，lll---~一月寧-一.，--一卜~一一下一~~

與激勵點的加速度頻率響應(yīng)曲線，。然后通過換算將加速度響應(yīng)換算為位移響應(yīng)。激勵頻率從30HZ到220Hz按不等間距掃描，在結(jié)構(gòu)的固有頻率附近適當(dāng)加密。各測點對17號點的位移頻響曲線如圖4一7所示。實驗時各激勵頻率下激振力的大小以及各點的響應(yīng)見附表1。各點對17號點的位移頻率響應(yīng)曲線ao日047.0E-046.OE045.0E-以4.0E-043.OE-04205041.0E-040.0曰毛C三一---·…32號點—47號點八

本文編號：2647518