發(fā)布時間：2018-04-19 00:24

  本文選題：統(tǒng)計能量分析 + 不確定結(jié)構(gòu)��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：統(tǒng)計能量分析(Statistical Energy Analysis)是目前解決結(jié)構(gòu)高頻聲振問題的有效方法之一,而基于統(tǒng)計能量分析理論的高頻動響應(yīng)預(yù)示和高頻載荷識別是其中發(fā)展迅速并且應(yīng)用廣泛的兩個分支。內(nèi)損耗因子和耦合損耗因子是統(tǒng)計能量分析方法中非常重要的兩項參數(shù),但是這些參數(shù)一般都是10-2-10-4量級的小數(shù),在實際工作中想要對這些小數(shù)進(jìn)行精確測量是十分困難的,這個不確定性因素的出現(xiàn)使得名義設(shè)計值與實際的動力學(xué)特性之間有著較大的偏差,從而嚴(yán)重地影響了動響應(yīng)預(yù)示和載荷識別的精度。本文在統(tǒng)計能量分析的框架下,利用區(qū)間分析方法對不確定結(jié)構(gòu)的動響應(yīng)預(yù)示進(jìn)行了研究,同時利用區(qū)間分析方法對不確定結(jié)構(gòu)的載荷識別也進(jìn)行了深入的研究。具體研究內(nèi)容為:首先研究了統(tǒng)計能量分析參數(shù)以及外載荷的測量誤差對穩(wěn)態(tài)響應(yīng)預(yù)示結(jié)果的影響,利用區(qū)間攝動方法對由參數(shù)以及外載荷誤差所導(dǎo)致的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)誤差進(jìn)行了估計。根據(jù)統(tǒng)計能量分析子系統(tǒng)劃分原則、子系統(tǒng)的損耗功率表達(dá)式以及子系統(tǒng)間的功率流關(guān)系建立了穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計能量分析的功率流平衡方程,將帶有測量誤差的內(nèi)損耗因子、耦合損耗因子和輸入功率全部用區(qū)間形式來表示并代入穩(wěn)態(tài)功率流平衡方程,利用區(qū)間攝動方法求解帶有參數(shù)區(qū)間和輸入功率區(qū)間的功率流平衡方程可以得到每個子系統(tǒng)的模態(tài)能量區(qū)間,再根據(jù)子系統(tǒng)模態(tài)能量和總能量的關(guān)系式可以進(jìn)一步求得每個子系統(tǒng)的總能量區(qū)間,總能量區(qū)間的上界和下界可以很好地顯示出所有參數(shù)以及外載荷的測量誤差對穩(wěn)態(tài)響應(yīng)預(yù)示結(jié)果的影響程度和大小,同時通過這個總能量區(qū)間也可以得到由參數(shù)及外載荷誤差所導(dǎo)致的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)誤差。以兩塊相互耦合的復(fù)合板結(jié)構(gòu)為例,將不考慮參數(shù)和外載荷測量誤差的穩(wěn)態(tài)動響應(yīng)預(yù)示結(jié)果、考慮參數(shù)和外載荷測量誤差的穩(wěn)態(tài)動響應(yīng)預(yù)示結(jié)果、實驗測量的動響應(yīng)進(jìn)行了對比分析。其次研究了統(tǒng)計能量分析參數(shù)的測量誤差對瞬態(tài)響應(yīng)預(yù)示結(jié)果的影響,并利用仿射算法對由參數(shù)誤差所導(dǎo)致的瞬態(tài)響應(yīng)誤差進(jìn)行了估計。以兩耦合子系統(tǒng)為研究對象,在不考慮任何參數(shù)測量誤差的情況下利用拉普拉斯變換對瞬態(tài)統(tǒng)計能量分析功率流平衡方程進(jìn)行求解得到子系統(tǒng)總能量的確定值,之后將帶有測量誤差的內(nèi)損耗因子和耦合損耗因子用區(qū)間形式來表示并代入到總能量的確定值中,利用仿射算法進(jìn)行求解得到子系統(tǒng)隨時間變化的總能量區(qū)間值,這個隨時間變化的總能量區(qū)間的上界和下界可以很好地顯示出所有參數(shù)測量誤差對瞬態(tài)響應(yīng)預(yù)示結(jié)果的影響程度和大小,同時通過這個總能量區(qū)間也可以求出由參數(shù)誤差所導(dǎo)致的瞬態(tài)響應(yīng)的具體誤差值。然后研究了統(tǒng)計能量分析參數(shù)以及動響應(yīng)的測量誤差在保守耦合和非保守耦合兩種情況下對高頻載荷識別結(jié)果的影響,并利用區(qū)間攝動方法對由參數(shù)以及動響應(yīng)誤差所導(dǎo)致的子系統(tǒng)輸入功率誤差進(jìn)行了估計。將參數(shù)區(qū)間和子系統(tǒng)總能量區(qū)間代入保守耦合功率流平衡方程,由區(qū)間攝動方法識別出子系統(tǒng)的輸入功率區(qū)間,之后根據(jù)非保守耦合統(tǒng)計能量分析的子系統(tǒng)損耗功率表達(dá)式以及子系統(tǒng)間的功率流關(guān)系建立新的功率流平衡方程,除原有參數(shù)區(qū)間外還將帶有測量誤差的由耦合阻尼引入的內(nèi)損耗因子增量寫為區(qū)間變量,通過區(qū)間攝動方法對帶有區(qū)間變量的非保守耦合功率流平衡方程進(jìn)行求解可以得到非保守耦合下的子系統(tǒng)輸入功率區(qū)間。以一個類似于火箭整流罩形狀的板殼組合結(jié)構(gòu)為例,將不考慮參數(shù)和動響應(yīng)測量誤差的載荷識別結(jié)果、考慮參數(shù)和動響應(yīng)測量誤差的載荷識別結(jié)果、實驗測量的外載荷進(jìn)行了對比分析。最后利用區(qū)間方法分別對保守耦合以及非保守耦合統(tǒng)計能量分析模型中的參數(shù)進(jìn)行了靈敏度分析。在保守耦合情況下將內(nèi)損耗因子和耦合損耗因子作為設(shè)計變量而將每個子系統(tǒng)的模態(tài)能量作為決策目標(biāo),通過區(qū)間方法定義決策目標(biāo)區(qū)間以及設(shè)計參數(shù)對決策目標(biāo)的邊界影響值區(qū)間,將邊界影響值區(qū)間上下限的差值同決策目標(biāo)區(qū)間上下限差值之比定義為設(shè)計參數(shù)對決策目標(biāo)的獨立影響因子,所有的獨立影響因子構(gòu)成靈敏度因子矩陣,通過靈敏度因子矩陣可以比較決策目標(biāo)對不同設(shè)計參數(shù)的敏感性大小。在非保守耦合情況下將由耦合阻尼引入的內(nèi)損耗因子增量也作為設(shè)計參數(shù)進(jìn)行研究。另外對于輻射聲功率作為決策目標(biāo)的可能性進(jìn)行了分析。
[Abstract]:Statistical Energy Analysis ( Statistical Energy Analysis ) is one of the effective methods to solve the problem of high - frequency acoustic vibration .

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O342

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本文編號：1770765