时延对ITD法模态参数识别精度的影响

ITD(Ibrahim Time Domain)法利用结构自由振动响应,通过3次不同延时的采样,建立特征方程,求解结构的模态参数。延时采样过程中,时延的取值与模态参数识别精度息息相关,因此需要对ITD法的时延展开研究。通过理论分析推导出时延为采样间隔的倍数应小于采样频率为系统最大固有频率的倍数的一半。利用数值仿真及悬臂梁实验验证了该理论,分析了噪声环境下时延变化对模态参数识别的影响规律。结果表明,适当增大时延能提高ITD法的模态参数识别精度,降低噪声模态的影响。     

基于速度响应信号的模态参数识别ITD算法研究

以环境随机激励作用下的大型塔架结构为研究背景,提出了一种基于速度响应信号的ITD方法。首先应用随机减量技术从速度随机响应信号中提取速度自由响应信号,然后推导出基于速度信号的ITD法并应用于识别系统的模态参数。该方法不用将速度信号积分成位移信号,而是直接对速度信号进行模态参数识别,避免了积分过程中引入误差。将试验结果与传统的基于位移响应的ITD法和峰值谱法进行对比,证明该方法具有较高的计算精度。     

基于环境激励的结构模态参数识别方法

利用时域分析最小二乘复指数法(kast-Squares Complex Exponential,LSCE)推导出在脉冲响应下结构的模态参数,并利用ITD(Ibrahim Time Domain)法对随机振动响应的参数进行识别,为分析工作模态下结构的优化设计、损伤诊断和故障诊断打下基础.在充分研究了环境载荷对工程结构影响的基础上,重点分析了风载荷对大跨度工程结构的影响.利用有限元软件对空间桁架结构进行有限元工作模态分析,得出在环境载荷激励下的结构响应,进而利用参数识别方法得出模态参数,其结果与工程实际相符,证明了环境载荷处理的可行性和该理论体系的正确性.     

ITD方法在齿轮故障诊断中的应用

ITD方法较早应用于结构工程领域用来识别模态参数,其可在输入激励未知的条件下根据测取的响应数据辨识出特征参数,将这一方法引入到齿轮故障诊断中,应用matlab编写的程序处理实验数据,计算出了发生故障齿轮的固有频率等模态参数,并与正常结构对比,结果表明该方法可有效地进行故障识别与诊断.     

基于随机减量法振动系统模态分析仿真研究

基于随机减量法和ITD法,利用MATLAB对环境激励下结构模态参数识别进行数值仿真算例研究。实验通过一个三自由度振动仿真系统,同时建立了MATLAB仿真模型和ANSYS仿真模型,结果显示两者的仿真结果吻合。     

随机减量、ITD及双递推等方法在飞机结构上的应用

本文叙述了ITD法、随机减量——ITD法及逐步扩阶双递推等时域参数识别法和有关的频域参数识别法在某型歼击机平尾上的应用。给出了多种方法的识别结果,评价了各个方法的优缺点,并介绍了时域参数识别的有关试验技术。     

整体式挤压油膜阻尼器对管道振动抑制试验

Z型折叠机翼在大气中飞行时会呈现不同的形态，其结构动力学特性变化明显，对其模态特性的分析是研究其结构特性的重要研究方法。首先，简要介绍模态分析技术以及PolyMAX法识别模态参数的基本原理；其次，结合试验模态分析和工作模态分析方法，对设计加工的Z型折叠翼模型在不同折叠形态下进行了模态实验；最后，对获得Z型折叠机翼实验模型的前5阶模态参数。结果表明，Z型折叠板在不同折叠角度下，各阶模态振动差异很大，其中折叠角度为90°时，结构更加稳定。     

多参考点复频域识别技术在后视镜试验模态中的应用

阐述了多参考点频域识别法理论,对某客车后视镜进行约束试验模态分析,并对后视镜试验模态的测试数据进行了分析处理,采用多自由度时域识别法中的最小二乘复频域法准确识别结构的模态参数,运用LMS Poly MAX法识别出该后视镜的模态参数,利用模态拟合和模态验证,对后视镜的模态参数的准确性进行分析和验证,得到精确的固有频率和振型。     

随机减量法在工作模态参数识别中的应用研究

实际工程应用中施加于结构的激励及其响应信号难以测量,不能用传统的识别方法提取结构的模态参数。研究了运用随机减量法从易得的结构的随机响应中提取某种自由响应信号,然后利用小波变换识别模态参数。实验通过对悬臂梁的模态参数识别,结果表明随机减量法在模态参数识别过程中的适用性及用该方法获取的模态参数具有很高的精度。     

振动系统时域动态识别的几个问题

在ITD方法[1]-[7]中,准确区分真假模态和精确识别模态参数是识别技术的两个关键问题。该法采用模态置信因子来区别真假模态[4][5],其准确度受测试数据中的噪声与测点个数的影响较严重。该法将最小二乘方程组化为法方程[4]来求解系统矩阵,增加了所求方程的病态性和不稳定性[8][9]。为此,本文进行了改进,借助于对不同序列频率值的比较来区别真假模态,当测点较少也有足够的可靠性,且测试噪声对频率的影响也最小。在算法上本文采用了改进的Gram－Schmidt正交化方法来求解识别计算中的最小二乘方程组,使识别精度有了提高。本文用FORTRAN77语言编制了识别程序,进行了若干试算,结果令人满意。     

基于状态变量的时域参数识别方法的某SUV白车身模态试验分析

状态变量模态参数识别方法作为一种时域参数识别方法,适用范围很广。通过建立白车身模态试验系统,将此方法应用到某SUV白车身模态试验分析中,得到白车身的模态参数,并与频域的P-P法和时域的ITD方法识别的结果比较,固有频率最大偏差均在0.5%以内。试验表明,此车身在低频域内多为组合振型,局部模态并不理想,但整体振型具有较好的低频动态特性。试验结果分析对此SUV白车身后期的性能改进具有重要的指导意义。     

高速列车铝型材模态参数识别及阻尼影响分析

为准确辨识像波纹状铝型材板这样的"空腔铝型板"结构模态,利用力锤敲击方法,获取激励点与响应点之间的频率响应函数并进行模态参数识别。模态参数识别过程中,首先获取了复模态指示函数法、稳态图法两种方法的识别结果,结合声振试验探讨识别结果中声腔模态对结构模态的影响,利用模态判定准则(MAC)验证模态重根;进而根据仿真频率和振型,对比两种模态参数识别结果的准确性;最后,基于仿真验证后的模态参数识别方法,探究阻尼材料对于铝型材模态密度和模态阻尼比的影响。结论表明:对波纹状铝型材板而言,复模态指示函数法结合声振试验分析可获取其真实模态;喷涂4 mm123WF阻尼材料后,模态阻尼比在整个频段内大大提高,模态密度在500 Hz、1 250 Hz和1 600 Hz频段内显著降低;结合我国高速列车车体板件振动实测频谱,建议车体顶板、边顶板、侧墙中部和侧板使用4 mm此类型阻尼材料。     

模态参数识别的时域新方法及其应用

提出了一种用于非同步采样的模态参数识别的时域新方法。该法克服了工程中常用的ＩＴＤ模态参数识别法要求对各测点的自由响应信号同步采样,即多测点时,需要多个Ａ／Ｄ变换器的缺陷。本法只需一个Ａ／Ｄ变换器,即可对测得的多个信号进行循环采样,得到一个时间序列,经济、简便。本文经理论推导,给出模态参数识别计算式,通过计算机仿真验证其正确性,并用于水轮发电机组主要部件的参数识别,得到的结果与频域法识别得到模态参数是一致的。     

利用小波去噪和HHT的模态参数识别

提出了基于小波去噪和HHT的模态参数识别方法,以改善模态参数识别的精度.该方法先利用小波进行信号去噪,克服噪声对EMD分解的影响,以减少EMD分解过程的计算量和分解层数,对去噪后的信号进行EMD分解提取单模态的自由响应,然后利用自由响应的Hilberr变换识别模态固有频率和阻尼比.利用该方法对某振动台简支梁系统进行了模态参数识别,结果表明在噪声干扰下,该方法识别模态参数的精度较高,特别是阻尼比识别精度高.     

基于PolyMAX法的Z型折叠机翼的模态实验

Z型折叠机翼在大气中飞行时会呈现不同的形态,其结构动力学特性变化明显,对其模态特性的分析是研究其结构特性的重要研究方法。首先,简要介绍模态分析技术以及PolyMAX法识别模态参数的基本原理;其次,结合试验模态分析和工作模态分析方法,对设计加工的Z型折叠翼模型在不同折叠形态下进行了模态实验;最后,对获得Z型折叠机翼实验模型的前5阶模态参数。结果表明,Z型折叠板在不同折叠角度下,各阶模态振动差异很大,其中折叠角度为90°时,结构更加稳定。     

Z型航空液压管道布局参数对其模态特性影响研究

飞机液压管道系统存在大量用来连接两个轴向错位接头的Z型管道,不同布局的Z型管道具有不同的模态特性。Z型管道布局由弯头位置及弯管曲率半径这两个参数确定。通过模态试验结合数值仿真研究这两个布局参数对管道模态特性的影响规律。研究发现,Z型管道的1阶模态出现在垂直于管道平面方向上,2阶模态出现在管道平面。当弯头位置从靠近一端接头变化到与两端接头距离相等的位置时,管道的1阶固有频率增大,而2阶固有频率减小;当曲率半径增大时,管道的低阶固有频率都增大。     

基于滑动窗变步长等变自适应源分离的线性慢时变结构工作模态参数识别

为了仅从非平稳振动响应信号中在线识别线性慢时变弱阻尼结构的时变和瞬态的模态参数,提出一种基于滑动窗变步长等变自适应源分离(MWVEASI)的工作模态参数识别方法.该方法采用固定窗长技术,使得非平稳振动响应信号在每个窗内可近似看作是平稳的随机序列,线性慢时变结构可看作多个时不变结构.在每个窗内,再利用变步长的EASI算法识别出该时段内的模态振型和固有频率作为最中间时刻的瞬时模态参数.最后移动窗口,得到线性时变结构的整个时段的工作模态参数.在质量慢时变的三自由度弹簧振子结构的仿真数据集上的识别结果表明,两种不同的MWVEASI方法都能够很好地识别线性慢时变结构的模态振型、固有频率,与滑窗固定步长EASI、变步长EASI算法相比,MWVEASI能够更好地跟踪时变特性,识别精度高、收敛速度快.     

SL500/HZ超精密平面磨床的试验模态分析

为了改善S1500/HZ超精密平面磨床的动态性能,应用模态分析的基本理论,得出了试验模态分析的理论和方法.根据SL500/HZ超精密平面磨床的实际工作状态和试验的实际环境条件,采用脉冲锤击法对SL500/HZ超精密平面磨床进行了试验模态分析,得到了该机床结构的前8阶模态参数和模态振型,然后对所得模态参数进行了参数识别,...     

基于稀疏成分分析的欠定工作模态参数识别

针对基于独立成分分析的工作模态参数识别方法可识别模态数较少的问题,提出一种基于稀疏成分分析的欠定工作模态参数识别方法.该方法从线性时不变小阻尼结构的模态振型、模态坐标的性质和稀疏成分分析的基本假设出发,找出模态振型与混合矩阵之间、模态坐标响应与稀疏成分之间的一一对应关系,将欠定工作模态参数识别问题转化为稀疏成分分析问题.首先,从基于传统盲源分离的工作模态参数识别中存在的问题和稀疏成分分析流程,建立了基于稀疏成分分析的工作模态参数识别框架和流程步骤;其次,针对欠定工作模态参数识别振型的解释和评价问题,提出欠定条件下识别振型的特点及评价方法;最后,讨论了可识别模态数、模态遗漏、虚假模态及方法的适用范围,并与独立成分分析方法进行了理论比较.通过5自由度仿真数据集下的工作模态参数识别,表明所提方法具有有效性和优越性.     

密集模态分离及其参数识别方法研究

针对密集模态参数识别精度差的问题,分析造成识别精度低的原因.根据影响模态混叠程度的固有频率和阻尼比两大因素,定义衡量模态间混叠程度的模态密集度因子.基于化多模态参数识别问题为单模态参数识别问题的思想,提出加逆衰减指数窗与带通滤波相结合的密集模态分离方法,先将各模态近似提取出来,再用时频分析方法识别模态参数.研究相关处理去噪方法,理论证明小阻尼情况下相关处理去噪的模态参数不变性.通过仿真和实验验证方法的有效性和优越性.