【摘要】： 基于模態(tài)分析法的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別技術(shù)是根據(jù)已知結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性和實(shí)測(cè)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)，來(lái)反求系統(tǒng)所受到的動(dòng)態(tài)載荷。載荷識(shí)別技術(shù)為那些無(wú)法直接測(cè)量載荷的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)提供一種識(shí)別動(dòng)態(tài)載荷的有效方法。本文主要探討了頻域載荷識(shí)別法中的頻響函數(shù)直接求逆法識(shí)別載荷的原理和方法。 首先介紹了基于坐標(biāo)變換和模態(tài)疊加原理的多自由度系統(tǒng)振動(dòng)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(dá)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(dòng)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(shí)固有的剪切鎖死問(wèn)題，數(shù)值算例結(jié)果表明，該單元對(duì)與薄板和厚板均給出了精確的解。同時(shí)，為了避免在用板單元擬合殼體時(shí)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(duì)Mindlin板單元在計(jì)算結(jié)構(gòu)的固有頻率時(shí)偏高的缺陷，本文提出在形成Mindlin板單元質(zhì)量陣時(shí)將剪應(yīng)變看作等效的轉(zhuǎn)角項(xiàng)計(jì)入系統(tǒng)的動(dòng)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(jì)算精度。 結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別的方法主要有頻域法和時(shí)域法兩大類，本文主要對(duì)頻域法中的頻響函數(shù)直接求逆法的基本原理進(jìn)行了介紹。通過(guò)對(duì)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(shí)別精度的影響因素，提出了提高載荷識(shí)別精度的措施。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)分別討論了模態(tài)疊加階數(shù)、響應(yīng)測(cè)點(diǎn)數(shù)、測(cè)點(diǎn)位置變化和載荷位置是否已知對(duì)載荷識(shí)別精度的影響，得出了一些定性的結(jié)論。 最后，以四邊簡(jiǎn)支矩形板為模型，進(jìn)行了模態(tài)實(shí)驗(yàn)和簡(jiǎn)諧激勵(lì)下的響應(yīng)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文計(jì)算程序的正確性，，通過(guò)實(shí)驗(yàn)識(shí)別的結(jié)構(gòu)阻尼和實(shí)測(cè)的響應(yīng)，進(jìn)行了載荷識(shí)別，并與實(shí)際載荷作了比較。
【圖文】：

3毫米和5毫米。實(shí)測(cè)的厚度為3.14和4.80毫米。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)時(shí)均采用相同的網(wǎng)格劃分，如圖4一1所示。4.1.2實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)，力錘的力信號(hào)由力傳感器測(cè)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(lì)點(diǎn)的加速度頻率響應(yīng)曲線，。然后通過(guò)換算將加速度響應(yīng)換算為位移響應(yīng)。激勵(lì)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(cè)點(diǎn)對(duì)17號(hào)點(diǎn)的位移頻響曲線如圖4一7所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)各激勵(lì)頻率下激振力的大小以及各點(diǎn)的響應(yīng)見(jiàn)附表1。各點(diǎn)對(duì)17號(hào)點(diǎn)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(hào)點(diǎn)—47號(hào)點(diǎn)八

本文編號(hào)：2647518