基于视觉系统的特高压屏蔽环振动参数辨识

特高压屏蔽环具有尺寸大、刚度小、动力荷载效应显著的特点,其结构动力参数的辨识对揭示屏蔽环振动机理、探索振动控制技术具有重要的研究意义和工程应用价值。基于视觉系统提出一种特高压屏蔽环振动参数监测与识别的新方法。首先在图像上创建模板,经过基于互相关的图像匹配定位,获取模板在连续序列图像上的像素级匹配点,针对互相关函数呈现出的峰值特性,利用二次曲面拟合法实现屏蔽环位移时程数据的亚像素定位。然后采用移动平均滤波降低相机晃动产生的噪声信号,最后通过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)求解屏蔽环的振动频率。以某特高压交流线路屏蔽环为例,将该方法与模态测试、有限元分析的计算结果对比,验证其可行性。     

识别结构模态参数的神经网络方法研究

提出了在输入未知时基于频率呼应函数用神经网络识别结构模态参数的方法,并研究了不同的噪声水平和网络输入层点数目对网络输出误差的影响。讨论了网络对不同阶数模态参数的识别精度。数值结果表明此方法是可行的。     

密频系统模态参数辨识及其振动控制的研究进展

由于结构越来越复杂（如典型的大型柔性空间结构、准对称结构等）,系统的自由度不仅大大增加,还存在频率集聚现象。针对密频系统的模态参数辨识及其振动控制问题,从密频模态的判定准则,密频系统的模态分析方法、模态参数辨识方法,密频系统的可控性和可观性、模态截断准则以及密频系统振动控制律的设计等几个方面进行了较为全面的总结和回顾,对其中的辨识方法及判定准则作了比较。最后给出了密频系统的模态参数辨识及其振动控制中目前难以解决的问题,并指出这些方法将在卫星太阳能帆板、直升机旋翼、涡轮发动机叶片等存在密集模态的结构方面有着广阔的应用前景。     

新型模态试验用振动加速度计

新型模态试验用振动加速度计和大多数其他振动传感器相比，压电晶体加速度计具有测量频率宽，动态范围大，自身重量轻等优点，因而在振动测试中得到广泛的应用。压电晶体的输出是电荷，要求输入阻抗很高的电荷放大器作为信号适调。这类压电加速度计称为电荷模式加速度计，...     

结构振动状态空间实现的平衡模态削减

模态削减理论是现代自动控制理论的一个研究方向。本文应用平衡模态削减理论对结构振动状态空间实现的阶数进行削减，削减后的低阶振动系统输出的频率响应与原系统输出的频率响应相差很小，这一技术可以在ＡＭＤ结构主动控制系统中应用，也可以对控制器进行阶数削减。     

工况模态分析的EMD方法

EMD（Empirical Mode Decomposition)算法1995年由NASA海洋水波实验室提出，本质上是一种将时域信号按频率尺度分解的数值算法，对于线性时不变系统，它可以从时域信号中直接提取具有不同特征时间尺度的内禀模式函数（IMF,Intrinsic Mode Function)，分解得到的IMF s之间具有正交性，且分解唯一，本文以此为基础，将NExT(Natural Excitation Technique)方法推广到多点随机激励下的复模态情况，对多自由度线性系统实测响应信号的互相关函数进行EMD分解，并进而实现模态参数的辨识。     

振动模态与声模态的耦合特性分析

本文考察具有弹性壁面的矩形封闭空间中壁板振动模态与空间声模态的耦合特性。采用有限带宽声功率流法研究了壁板的声辐射功率中声-振耦合所作的贡献,给出了内模态耦合系数的计算公式和模态耦合因子的计算公式。研究表明:壁板结构的辐射声功率不仅与外场声场声压、壁板本身的固有特性有关,而且与壁板和内声空间的耦合特性密切相关。     

用于结构振动模态分析的改进的有限元法

提出了两种分别适用于板的面内振动和圆环板弯曲振动模态分析的Fourier级数形式的插值形函数。数值计算结果表明 :对于结构振动模态分析 ,Fourierp_单元法能够有效地提高计算精度及收敛速度 ,特别是对于较高阶的模态效果更为明显。     

结构振动模态截断的能量判据

通过在结构状态响应向量空间中定义一个函数，并证明该函数数学实质为范数、物理意义为结构能量；建立了模态截断的能量判据，从理论上证明了该判据的收敛性；以高拱坝结构在地震荷载作用下的模态截断为例，计算结果表明：(1)由于能量判据为标量，因此计算收敛性易于实现；(2)由能量判据作出的模态截断能够提高结构振动分析的精度；(3)对于高拱坝，由于其频率密集，应取10阶以上乃至更多模态进行分析。     

模态质量参数测试方法研究

模态质量和模态刚度参数可通过结构固有频率相互导出,在结构动力学设计中占据重要的地位.本文对模态质量获取方法进行了研究,重点在于试验测试方法,并应用于实际梁结构,表明基于频率变化率的试验方法得到的结果误差可控制在20％左右,能够满足实际工程的需要.     

用测试的模态参数辩识结构参数

在本文中,以结构的正交特征方程等为约束条件,从求解带约束的拉格朗日函数极值入手,提出了一种用测试的模态参数辩识结构参数的方法.通过算例说明了本方法在模型中有不易测得的自由度或为聚缩模型时的应用.本文方法可用于复杂有限元模型的参数辩识.算例表明:本文方法有较大的误差修正范围,并且有良好的辩识精度.     

基于应变能耗散率的结构损伤识别方法研究

将损伤变量的概念从材料领域拓展到结构中,并用其作为损伤因子来表征结构的损伤程度。通过表示结构损伤时每一单元的模态应变能耗散率引起的单元模态应变能的变化,导出结构每一单元的损伤因子的表达式。考虑到所测的结构模态是不完备的,应用完备模态空间理论将未测的结构高阶模态用等效高阶模态来代替从而消除模态截断误差的影响。最后,通过对一悬臂六跨平面桁架结构的数值算例分析的结果说明,该方法简便、有效,可同时定位结构的损伤和识别损伤的程度。     

基于广义模态截断扩增方法的结构频响拓扑变量灵敏度分析

基于结构拓扑优化设计中的变密度法,采用伴随法推导结构在简谐激励下的频响振幅对单元设计变量的解析灵敏度列式。针对灵敏度数值求解中传统模态位移法引发的低精度问题,通过引入计算成本较低的广义模态截断扩增方法提升灵敏度的计算精度。数值算例将该文方法与全局有限差分法和其他灵敏度计算方法进行了比较。结果证明了该文方法在不同的激励频率及有限元网格密度下高效求解高精度灵敏度的有效性。     

基于平衡降阶法的结构振动模态预测控制

针对高层建筑结构由于数学模型阶数较高而带来的难以直接进行控制器设计的问题,采用平衡降阶法对结构模型进行降阶,将可控度较大的几阶模态组装成状态方程;并对地震加速度进行在线预测,从而建立起考虑时滞现象的预测模型,通过滚动优化和反馈校正环节求取主动控制律,对结构实施预测控制。最后对十一层框架结构进行地震响应分析,仿真结果表明,该算法不但有效的抑止了结构的响应,而且很好的解决了时滞问题。     

基于环境激励的模态参数辨识方法综述

本文首先对环境激励下模态识别方法进行了综述，对目前的几种识别方法的原理、识别精度及适用条件进行了论述，并比较了这些方法各自的特点，参照国内外最新文献，提出环境激励下模态参数识别方法需解决的关键问题及研究发展方向。     

编织结构复合材料动态特性的实验模态分析

利用实验模态分析方法对碳纤维/环氧树脂编织结构增强复合材料的动态力学特性进行了实验研究, 确定了编织复合材料梁、管的振动模态参数与传递函数, 并与钢质梁、管的动态性能相比较。结果表明: 在冲击脉冲载荷作用下, 先进编织结构复合材料与传统金属材料相比具有较高的固有频率、阻尼比, 以及比刚度大、稳定性好、对冲击脉冲载荷作用的减震效果等良好的综合动力学特性。      

模态疲劳试验法在锥齿轮故障分析中的应用

某飞机发动机锥齿轮曾经多次在飞行作业中破坏而导致事故．为寻找事故原因，我们对该齿轮进行了试验模态分析，并在振动台上进行节径型模态疲劳试验，终于在实验室实现了故障再现，为该齿轮失效机理分析提供了重要依据，并为今后同类齿轮的振动设计提供了一种研究手段，为我国齿轮设计准则提出了一个新课题．     

基于预测算法的结构振动半主动控制

根据离散时间状态下的Newmark时域积分方法预测结构响应值,通过在一定范围内寻找适当的控制力参数使目标函数最优,达到对结构振动响应的预测控制。对地震波作用下配置磁流变阻尼器的的两层框架结构进行数值分析,讨论控制策略中有关参数变化对振动抑制效果的影响。分析结果表明基于Newmark-β预测算法的结构振动响应半主动控制优于基于全局最优解的经典反馈控制系统,控制效果明显、鲁棒性好。     

基于小波包能量谱的结构损伤预警方法研究

基于小波包分析推导了结构动力系统在不同分析尺度上的状态方程和观测方程,在此基础上研究了结构动力响应在不同分析尺度上的时-频特性以及系统矩阵和测量噪声在各个分析尺度上的递推性.理论分析证明,采用结构动力响应的小波包能量谱进行结构损伤预警具有较好的损伤敏感性和噪声鲁棒性.根据瞬态激励的特性提出对激励和响应的时域互相关序列进行小波包分解得到小波包能量谱,并在此基础上计算结构损伤预警指标.通过一钢筋混凝土板静力承载力的振动试验分析,对板不同受力阶段的损伤状态进行了判别,并与实际损伤程度进行了比较.     

求解系统动力响应的自由界面模态综合法

本文提出了一种求解复杂结构系统动力响应的数值计算方法。该方法是自由界面部件模态综合技术的推广，在系统动力响应计算时只需用到各个子结构的模态参数和载荷特性，且不必求解整体系统的特征值问题。文末给出的算例表明该方法具有良好的精度和较高的计算效率。