基于试验模态参数的有限元模型的结构参数辩识

以结构系统的正交街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非完全模态参数参数的方法，通过算例说明了该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。     

遗传算法在结构模态参数辨识中的应用

把遗传算法应用于模态参数的辨识中,提出一种新的时域模态参数辨识方法,把线性结构系统的频率、阻尼比、幅值和相位的识别问题转化为优化问题,然后利用遗传算法的全局优化特性,找出全局最优解。数字模拟表明,该方法能够高精度的识别幅值、频率、阻尼比和相位。     

线性时变结构模态参数时域辨识方法的研究进展

随着工程领域的不断拓展,越来越多具有显著时变特性的工程结构进入应用,时变结构动力学问题日渐凸显。从反问题的角度出发,介绍了时变结构动力学问题的研究背景与时变结构模态参数辨识的意义。在对时变结构模态参数辨识方法进行分类的基础上,给出了从参数化时域辨识模型中提取"时间冻结"模态参数的过程。系统全面地总结了时变结构模态参数时域辨识方法的研究进展,归纳了现阶段可用于辨识方法验证的实验系统,指出了该领域目前存在的一些问题以及今后需要进一步研究的主要方向。     

压电柔性结构模态参数辨识的小波变换法

利用小波变换的线性变换特性,结合Morlet小波的性质和结构振动系统自由响应信号的形式,构造了一组小波族,并通过利用2-范数对结构响应信号的小波变换进行归一化以及小波变换局部极大值的计算,获得了结构的模态频率与模态振型.仿真结果表明,Morlet连续小波变换不同尺度之间重叠的冗余性,使得利用尺度与信号频率的变换关系来进行准确的密集模态参数辨识比较困难,而本文方法简单有效,比直接利用Morlet小波更为直观、方便和准确,对压电柔性结构的低频密集模态频率和模态振型能够很好地辨识.     

基于连续小波变换的三自由度链模型模态参数辨识

采用连续小波变换的方法,在大型结构模态参数辨识方面提出了系统化的辨识流程,并对相近的频率所造成的辨识难点提出了解决的办法。通过三自由度模型模态参数的辨识,表明连续小波变换对于大型结构的模态参数辨识准确度高,具有现实意义。     

ITD法辨识模态参数的有效性研究

实践表明，时域法在辨识参数过程中有时会出现数值不收敛现象，甚至无法辨识出所需要的参数，使得时域辨识方法失效。本文研究了ＩＴＤ法辨识模态参数的有效性问题，给出了提高ＩＴＤ法有效性的方法。     

基于Gauss滤波和Hilbert变换的模态参数辨识算法

通过Gauss滤波和Hilbert变换相结合的方法,对柔性结构的模态参数进行了辨识。仿真计算结果表明,该方法可以十分有效地辨识出结构的相近模态参数,并具有较好的抗噪声性能。应用该方法,完成了空间柔性桁架结构的模态参数辨识,得到了比传统处理方法更接近理论计算结果的结构模态参数,能够有效地避免柔性结构参数辨识中的漏频现象,并具有高的辨识精度。     

基于HHT的高坝泄流结构工作模态参数辨识

基于高坝的工作特点,提出一种适用于泄流结构的工作模态参数时域辨识方法。对于低信噪比泄流结构振动信号,首先,利用小波阈值-经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)联合滤波方法滤除低频水流脉动噪声和高频白噪声,得到结构振动有效信息;然后,通过希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,简称HHT)原理辨识结构系统的固有频率及阻尼比;最后,结合奇异熵增量理论对系统模态进行定阶和模态验证。仿真研究表明,该方法能够有效避免模态分解中的频率混杂,具有较强的鲁棒性以及较高的辨识精度。将该方法应用于三峡重力坝5号溢流坝段,可准确辨识出结构系统的工作模态参数,为研究高坝泄流结构安全运行与在线无损动态检测提供基础。     

移动最小二乘法的时变结构模态参数辨识

研究时变结构模态参数辨识,基于泛函矢量时变自回归模型(Functional series vector time-dependent AR model,FS-VTAR)提出一种改进的移动最小二乘法的时变结构模态参数辨识方法。该方法源于无网格法中构造形函数进行局部近似的思想,引入带权正交基函数对移动最小二乘(Moving least square,MLS)的基函数进行改进,使得在辨识时间域内构造形函数矩阵过程中不再出现数值条件问题,从而提高了计算精度。把时变系数在形函数上线性展开,利用最小二乘法得到形函数的系数,从而得到时变系数。把时变模型特征方程转换为广义特征值问题提取出模态参数。利用时变刚度系统非平稳振动信号验证该方法,结果表明:改进的移动最小二乘法相比于传统的FS-VTAR模型能有效地避免基函数形式的选择和很高的基函数阶数且更加高效,相比于移动最小二乘法能有效地避免辨识过程中的数值问题,具有更高的模态参数辨识精度。     

利用模态参数—有限元扩充振型的结构动力修改法

本文提出了利用模态参数一有限元扩充振型结构的动力修改法。该方法用结构有限元动力模型对测试位移振型进行扩充,得到转角振型和满振型。用此满振型{φ}作为实际结构振型,进而对结构进行动力修改预测。由于考了转角自由度和转动惯量的变化,预测精度比现有的利用测试模态参数进行结构动力修改法好。数值计算的仿真实例及多盘转子系统结构动力修改实例表明,该方法是桁确的、有效的。     

轴承-转子系统模态参数时域识别的研究

轴承－转子系统模态参数时域识别对于回转机械的状态监测与故障诊断具有重要意义。然而，一般时域识别方法通常存在对系统定阶的困难，因此本文提出一种逐步扩阶的ＳＴＤ方法，并在双跨转子实验台上进行了模态参数识别实验，结果表明，该方法较好地解决了对系统定阶的困难，可以取得良好的识别结果     

椭圆齿轮有限元模态分析

应用弹性力学有限元理论,采用有限元分析软件COSMOSWorks对椭圆齿轮进行模态分析,得到了椭圆齿轮的5个低阶固有振动频率和模态振型,并对椭圆齿轮偏心率对固有振动频率和模态振型的影响进行了对比分析.结果表明,偏心率的大小对椭圆齿轮固有频率的大小有较大影响.     

基于ANSYS直齿圆柱齿轮有限元模态分析

研究了直齿圆柱齿轮的固有振动特性，采用有限元法建立了直齿圆柱齿轮的动力学模型，通过有限元分析软件ANSYS对齿轮进行模态分析，得到了齿轮的低阶固有振动频率和主振型，可以为齿轮系统的动态设计提供参考，同时也为齿轮系统的动态响应计算和分析奠定了基础。     

基于ARMAV模型的结构参数辨识

根据激振信号{ft}和响应信号{xt}建立二维时序模型ARMAV(n,m,2),利用时序模型参数与模态参数的对应关系对结构进行模态参数辨识,识别出所有的模态参数,并根据时序模型参数进行功率谱估计。通过对电子机柜横梁的激振实验,表明用该种方法对结构参数的识别结果与理论值很吻合,可以在工程实际中对整个电子机柜结构进行参数识别,并可以得出功率谱图。     

基于micro GA和有限元的薄板塑性材料参数识别

结合有限元方法和遗传算法进行材料塑性参数识别。材料在给定条件下的响应由有限元方法计算得出,用遗传算法优化材料参数使计算得出的响应与实测值在最小二乘意义上最小。算例表明,用此方法通过简单的拉伸试验和计算就能较精确地得到材料的塑性性能参数。     

非对称渐开线直齿轮的有限元模态分析

基于Pro/E软件建立了非对称渐开线直齿轮的参数化模型,通过ANSYS软件建立了齿轮的有限元模型,并对有限元模型进行模态分析,得到了非对称/对称渐开线直齿轮的固有频率和振型分布。结果表明：渐开线直齿轮固有频率的变化与齿轮两侧的压力角无关,是稳定的;固有频率相对于与工作齿侧和非工作齿侧压力角之和呈现递增—稳定—递减的关系;渐开线直齿轮的最大变形量,随着频率的变化是阻尼正弦衰减的,并逐渐收敛到同一临域内,与齿轮两侧的压力角分配无关。     

基于测量数据不确定性的结构参数识别

基于模糊理论提出了考虑测量数据不确定性的结构物理参数识别方法。首先,对不确定性参数的有限个离散测量数据进行初步筛选,利用数据拟合方法建立隶属度函数;其次,通过截集法对不确定性参数进行区间分析,得到不确定性参数的区间估计;最后,利用矩阵特征值反问题方法识别结构的刚度矩阵。算例分析表明,该方法在考虑测试数据不确定性的基础上能较好地识别结构刚度,并给出结构刚度区间,使得分析结果更符合实际工程情况。     

应变模态参数曲线的结构损伤位置及程度研究

对结构的损伤进行诊断和评估是健康监测系统的核心问题,而敏感的损伤指标是损伤诊断的关键,并且传统的模态参数不易识别结构的早期局部微小损伤。以悬臂梁作为研究对象,对其进行有限元分析,与实验结果进行对比。研究结果表明:频率仅能识别结构损伤存在;位移模态对局部损伤不敏感;应变模态参数对局部微小损伤非常敏感,损伤处应变值明显大于未损伤处,能非常精确地识别结构损伤的位置及程度。该实验可运用到其它复杂机械结构的早期局部微小损伤中。     

基于LSCE算法和FDD算法的振动筛动态特性研究

论述了工作模态分析的频域分解方法(FDD)，采用DP440数据采集分析仪，按一点随机激励、多点加速度响应对振动筛进行了振动测试。使用FDD算法与最小二乘复指数法(LSCE)分别对振动筛进行了模态分析，并对两种分析结果进行了比较研究。在0-78Hz频带内，两种方法所提取的9阶模态参数相当接近。分析结果表明，FDD算法是有效的，可以用于大型机械结构的工作模态分析。所获得的振动筛结构的动态特性准确、可靠，可以作为动力学修改和灵敏度分析的依据。     

多约束状态下重载机械式主轴有限元建模及模态分析

重载机械式主轴是重型数控(Computer numerical control,CNC)机床摆角铣头的关键功能部件,具有大功率、大扭矩特点,用于加工大型复杂曲面零件。其有限元建模及模态分析的准确性是主轴进一步动力学分析的基础。基于Timoshenko梁理论建立重载机械式主轴的运动方程,采用有限元法得到主轴的矩阵形式的动力学方程;在有限元软件中分别以实体单元和梁单元对主轴进行有限元建模,对轴承以Combin14弹簧单元建模,并以自由模态和实际工况约束条件下进行重载机械式主轴的模态分析;根据轴承型号计算轴承的径向刚度,作为重载主轴模态分析中弹簧单元的刚度参数;进行主轴锤击模态试验,验证重载机械式主轴多约束状态下模态分析建模及仿真结果的正确性。研究表明,把主轴考虑为Timoshenko梁单元和Beam188梁单元进行主轴有限元建模和模态分析时,结果更为准确,弹簧约束梁方式更符合实际情况。研究结果为重载机械主轴系统的进一步优化设计和精度控制提供依据。