压气机叶轮孔边动应力集中现象的研究

本文对某压气机叶轮内均压孔的孔边动应力分布进行了试验研究。试验分别采用正弦激励模态共振法和锤击激励传递函数测量法。两种试验方法得出的应力集中系数基本一致．所得数据对压气机叶轮裂纹故障的诊断及对策有重要价值，试验方法和数据对一般结构的应力集中问题有通用的参考意义。     

五轴联动精密微铣削机床试验模态分析

五轴联动精密微铣削机床的结构性能直接影响精密三维微小零件的加工质量,为研究其结构性能,应用试验模态分析技术对五轴联动精密微铣削机床进行结构分析。采用单点激励多点响应的方法进行锤击试验,建立传递函数,经分析处理得出机床固有频率、阻尼比与振型等动态特性参数,并对识别的参数进行模态置信矩阵(MAC)校验。试验得到机床前三阶固有频率为102.44,133.97,154.86 Hz,对应阻尼比为3.27%、4.94%、2.14%;试验结果证明该五轴精密微铣削机床结构布局合理,机床固有频率有效避开微切削加工的激振频率,通过振型分析可找出机床结构薄弱环节,并提出优化建议。试验验证应用试验模态分析技术对机床动态特性分析方法的有效性。     

桁架桥梁的曲率模态测定及其损伤识别

以110钢桁架桥梁模型为研究对象,采用锤击法及变时基(VTB)技术对桥梁模型进行了模态试验分析.试验表明,通过曲率模态的变化可明显识别结构的损伤部位,取得了很好的识别效果,为今后桥梁结构损伤识别提供了一种可行的研究方法.     

基于应变模态的连续梁动挠度识别

为了实现基于应变测量的连续梁动挠度识别,提出了一种基于应变模态的梁结构动挠度监测方法。利用应变传感器进行应变测试获得梁的动应变数据,由动应变数据的互相关函数求出应变模态振型,利用应变-位移转换关系求出位移模态振型,再由动应变数据和应变模态振型计算出位移模态坐标,最后根据计算出的位移模态坐标叠加位移模态振型得到梁结构的实时挠曲线,从而实现对动挠度的监测。为了验证方法的有效性,对连续梁在脉冲激励及地震作用下的动挠度进行了数值模拟,并进行了简支梁力锤锤击实验。数值模拟及实验的结果表明,基于应变模态监测梁结构动挠度是可行的,且具有较高的精度。     

轮胎模态分析试验研究

为了优化轮胎模态试验方法,得到精确的轮胎模态参数,结合LMS Test Lab,研究模态试验三要素的选用原则,即测点布置、边界约束和激励形式的选取方式。试验结果表明：(1)对轮胎单一胎面进行模态测量,存在模态遗漏现象,且轴向与径向阵型易混淆,因此须进行轮胎三胎面(内胎面、正胎面、外台面)布点测量;(2)胎面整周少于36个测点时,轮胎高阶次花瓣阵型难以清晰呈现,因此须于三个胎面等角度间隔平行布置36×3个测点;(3)轮胎处于整车安装离地状态受激励时,支撑位移量微小,优于软绳约束状态;(4)激振器激励信号相干系数达到1,优于力锤锤击信号,并且使试验进行更加便捷与高效。本文提出了一种新的轮胎模态测试方法,并应用此方法得到了准确的轮胎模态参数,研究结果为轮胎噪声与振动控制提供了基本依据。     

基于PolyMAX方法的悬臂梁振动模态分析

为分析某悬臂梁的振动模态,根据锤击法模态测试流程,利用Poly MAX方法对悬臂梁的传递函数进行模态参数估计和识别。利用有限元软件和欧拉梁理论仿真并计算该悬臂梁前五阶固有频率和振型。结果表明:对悬臂梁的实验分析结果和理论值、仿真值吻合良好,说明锤击法的模态实验可靠,为以后分析相似结构的模态提供参考。     

运行模态分析中固有模态和谐波模态区分方法研究

摘要：在机械领域存在大量旋转机械,这使得输入激励并不满足运行模态分析（OMA）要求的均值白噪声激励条件。通过对随机信号和谐波信号统计特性的分析,提出一种简单有效的识别响应信号中周期强迫响应的方法,使OMA适用于含有谐波激励的情况,对一块由偏心电机激励的钢板进行了运行模态试验和锤击法传统模态试验,应用该方法成功识别出响应信号中的周期响应成份,通过两种试验结果验证了方法有效性,为OMA中虚假模态的辨别提供了一种新思路。     

环境激励下大型桥梁模态参数识别的一种方法

提出一种依据环境激励下结构振动响应的大型桥梁模态参数识别方法,该方法以限制带宽的经验模态分解（BREMD）和随机子空间识别（SSI）为基础,首先利用EMD将环境振动响应分解成一系列只含结构某一阶固有模态的本征模态函数（IMF）,然后利用SSI识别桥梁模态参数。针对大型桥梁自振频率低、模态密集的特点,引入屏蔽信号限制EMD过程中带宽以消除模态混叠;运用该法识别了赣龙铁路某特大桥的模态参数,并将其与峰值拾取法、SSI识别结果以及理论计算值进行对比,结果表明：该方法能有效的识别大型桥梁模态参数,屏蔽信号的引入解决了模态混叠问题,稳定图中的虚假模态得到抑制。     

动态测试技术的发展系列讲座

随着快速傅立叶变换(FFT)算法和基于FFT的动态测试分析仪的出现,产生了模态分析与试验这一新技术,并逐渐成为机械与结构振动排故和动态设计的重要手段,在机械、航空、航天、汽车、动力、土木等工程领域获得广泛应用。模态分析与试验三十年的发展大致可分成三个阶段。初期阶段(60年代中期到70年代中期)有两项引人注目的“发明创造”:一是振型动画显示,使抽象的结构动力学特性易于为工程人员所理解;二是带力传感器的激振力锤,使模态试验简单易行,并从试验室走向现场。第二阶段(70年代中期到80年代中期),模态分析与试验有了长足的进步,提出了各     

钢箱提篮拱桥整桥模态试验研究

随着大型柔性桥梁建设的迅速发展 ,其长期安全运行的健康监测的评估得到很大关注。通过试验模态分析对验证设计、建立结构的动力学模型以及桥梁安全运行状态的评估具有重要意义。拱桥桥面主梁与拱结构耦合振动 ,其模态试验比斜拉桥更加困难。本文通过我国首座建成的云南小湾钢箱提篮拱桥模态试验和竣工试验 ,提出了一种节省试验成本的基于环境激励下桥梁模态试验方法 ,取得了拱桥整体振动的较为正确的模态频率、阻尼及较理想振型 ,与有限元计算基本吻合。     

应用Test. Lab进行高速车体线路模态试验

针对高速列车的振动问题,通过线路模态试验进行车体结构模态参数研究,采用LMS test.lab振动噪声测试系统进行数据采集和分析后处理。基于环境激励模态试验方法及模态参数识别理论,运用PolyMax模态提取法,获取了车体的前三阶弹性模态参数和对应的模态振型,为车体结构优化设计提供依据。     

敷设粘弹性材料的溜槽的试验模态分析

针对传统溜槽振动和噪声非常大的情况,设计了内部自由敷设粘弹性阻尼层的溜槽。文中应用了锤击激励法和LMS test. Lab振动测试系统对内部敷设粘弹性阻尼层的溜槽进行了模态试验,得到了前6阶固有频率、阻尼和振型,经过模态置信准则检验,所测试验模态参数真实有效。通过对试验结果的分析发现溜槽出口处的振动为扭转振动和弯曲振动的叠加,加工时应该加强出口处的强度以减小局部振动。研究结果为敷设粘弹性阻尼层的溜槽的优化设计提供了参考。     

果蝇鸣声信号结构分析与时频子波建模

钢轨短波波磨主要出现在地铁小半径曲线路段上,波长范围一般为20mm～100mm,是铁路行业面临的一个比较普遍的问题。通过锤击法对某地铁曲线段线路的GJ-32扣件、先锋扣件与科隆蛋扣件进行了垂向、横向频率响应特性测试,同时利用CAT波磨测试仪测试了曲线段的波磨情况,对小半径曲线段钢轨短波波磨进行研究。通过现场调查和试验测试得出如下结论：（1）、先锋扣件轨道结构形式下钢轨的横向551Hz“pinned-pinned”共振频率是导致小半径曲线段波长为20mm左右的钢轨短波波磨的一个重要原因;（2）、小半径曲线路段上不同扣件结构形式下钢轨的垂向弯曲共振不是曲线段出现波磨的主要原因。     

用Poly MAX方法进行弹性地基板的实验模态分析

对弹性地基上自由板进行了脉冲锤击法模态试验研究。针对传统模态识别方法难以准确识别重频、高阻尼结构的模态参数的特点，利用LMSTest．Lab软件中Poly MAX方法对地基板的传递函数进行模态参数估计和识别。实测及分析表明实际地基上的自由板不存在纯刚体模态。利用识别的模态频率分别对Winkler地基，双参数地基的地基参数进行了识别。利用蒙特卡罗模拟计算地基参数以标准差5％变化时的频率值，发现地基的不均对弹性地基板的频率值有着重要的影响。为道路工程和岩土工程中混凝土板的地基参数识别和损伤诊断提供了手段和方法。     

粘弹结构动力学分析

本文研究由单一粘弹材料构成的粘弹结构的振动.在时间域和拉氏域内建立了它的动力学方程.给出了粘弹结构的"对偶弹性结构"概念,并用来讨论了粘弹结构的模态特性,证实位移形态可由实模态向量张成的向量空间内加以描述,它就是"对偶弹性结构"的模态向量,无需增广坐标.每个模态自由度含有数个反映蠕变的实特征值和一对反映衰减振动的复共轭特征值.分析了在模态向量空问内的动响应,给出了传递函数(频率响应)和脉冲响应.从而揭示了粘弹结构的动力学特性.     

吊挂刚度对车体和设备模态的影响

模态是车辆的一项重要特性,包括车体模态和吊挂设备模态,各阶模态频率随着各种因素的变化而有所不同。为考虑车体弹性模态,将车体等效为欧拉伯努利梁。在某型高速列车有限元模型基础上,基于ANSYS 仿真软件,分别改变吊挂纵向,横向,垂向刚度,研究车体弹性模态和吊挂设备刚体模态频率及振型MAC的变化,给出模态频率和振型的变化规律,为模态试验和工程计算提供参考依据。     

超期服役大跨海港钢栈桥结构动力特性测试分析与安全评估

超期服役大跨海港钢栈桥结构动力特性方面的研究较少。采用现场测试与有限元数值模拟分析相结合的方式,对106m跨度的超期服役大跨海港钢栈桥结构的动力特性进行了系统研究,明确了不同激励方式对结构模态测试结果的影响程度,测试得到了超期服役的106m跨度的典型简支下承式抛物线型空腹钢桁架栈桥的动力特征参数,并根据三年的栈桥结构固有频率测试结果,基于结构固有频率变化对栈桥结构的安全状态进行了评估。试验与分析结果表明：初速度激励法、初位移激励法与脉动测试法测试得到的栈桥固有频率基本相同,因此,结构模态测试时,可根据现场的测试条件灵活选取三种激励测试方式,结果是一致的。现场实测得到的栈桥模态参数表明,栈桥结构的阻尼比不超过0.03,其竖向一阶固有频率在1.70Hz左右,竖向一阶振型具有一个振型节点,这是典型简支下承式抛物线型空腹钢桁架结构振动特性的特殊之处。根据三年的栈桥结构固有频率测试结果及变化规律,评估超期服役栈桥结构的安全状态是良好的,结论与现场外观检测的结果一致。以上工作和结论可为类似码头的简支下承式抛物线型空腹钢桁架栈桥的动力特性测试及结构安全检测评估提供一定的经验参考。     

模态迭代技术的试验研究

矩阵迭代法是振动系统获得模态的经典的数值方法,通常应用于有限元软件或其他数值分析领域.把该方法推广到试验模态技术领域,提出试验模态迭代法,通过假设振型以确定激振力,再激发稳态响应,数次迭代可以获得结构的模态振型.与现行结构共振试验获得模态振型思想完全不同的是,该方法同时调节激振器的激振幅值与相位,经过极少的试验周期,获得振型;振型的纯度仅仅与共振频率的试验精度有关,并且试验实现的复杂性与激振器数量无关.根据本技术进行纯模态共振试验,能极大地降低激振力调整工作量.     

一种海洋平台广义模型修正方法的研究

针对导管架式海洋平台结构的广义模型修正问题，提出了先修正模态振型后修正模态频率的试验方法。首先利用损伤检测方法识别出试验模型中与初始有限元模型有刚度偏差的杆件单元并采用反复迭代修正的方法进行了有限元模型模态振型的修正；然后将地基模拟为三维弹性支承并对其进行优化设计来实现有限元模型模态频率的修正；通过力锤激励下海洋平台的模型试验验证了此方法的可行性，为长期服役且原型结构未测的海洋平台的损伤检测、安全评估研究提供了基础。     

基于应用程序交互访问技术的桥梁有限元模型修正研究

传统的有限元模型修正方法对于具有复杂多自由体系的大型桥梁结构显得束手无策,其中一个重要的原因是大型桥梁结构体系很难用有限元编程精确地表达,难以建立完整的或者缩聚的质量矩阵和刚度矩阵。该文开发了基于应用程序交互访问的有限元模型修正模式,首先在Strand7软件中建立初始的有限元模型,然后利用MATLAB建立迭代程序并调用Strand7软件,通过读写Strand7中的物理参数来更新模型,实现了大型桥梁结构有限元模型修正。该文对一座实桥进行多参考点脉冲锤击法模态试验和静载试验,基于获得的静动力试验数据和Strand7有限元模型分析结果,引入损伤函数的概念识别得到了该桥各梁的分段刚度,成功地实现了单元层次的参数识别。