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相似文献
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1.
基于离散频谱分析的自由衰减振动信号的幅值恢复   总被引:3,自引:1,他引:3  
加矩形窗截断后的自由衰减振动信号可以看成无限长谐波信号与单边指数函数及矩形窗的乘积,从理论上证明了其连续谱峰值点的频率和相位就是信号的实际频率和相位。分析了连续谱的离散频谱幅值误差影响因素,提出一种新的求解幅值恢复系数的方法,该方法根据已估计得到的阻尼、频率和相位重构幅值为给定值的新信号,然后求解加有限长度指数窗幅值恢复系数。当理论频率位于某条离散谱线上,幅值基本无误差。理论分析和仿真表明,采样频率、阻尼和频率误差的变化对幅值分析精度的影响很大,并且是相互作用的,但当理论频率与采样频率之比fn/fs在区间(0.25,0.4)内,且阻尼在区间(0.005,0.02)时,不论频率误差多大,分析精度均很高,幅值误差小于5%。相邻频率成分产生严重模态耦合时,不能使用该方法。  相似文献   

2.
用双窗法减小FFT谱分析估算误差   总被引:12,自引:3,他引:9  
何岭松  熊鹰 《振动与冲击》2001,20(2):49-51,58
本文简述了频谱分析中能量泄漏和栅栏效应误差产生的原因,指出了能量泄漏在克服栅栏效应误差中的作用,并从减小栅栏效应带来的幅值估计误差的角度,设计了一个具有平顶窗的窗函数,分析对比了它和矩形窗函数的性能差异,在此基础上,提出了用矩形窗和本文设计的平顶窗谱窗函数联合进行普分析的双窗函数频谱估计算法,可在不同降低频谱频率分辨率的条件下,提高其幅值估计精度。  相似文献   

3.
以泡沫铝夹芯板为研究对象,分别应用稳态半功率点带宽法与混响室声激励法测得其内损耗因子。根据统计能量分析预测模型,将实验室实测泡沫铝夹芯板隔声量代入其中,逆推出预测模型中内损耗因子真值,并与以上两种方法测得的内损耗因子进行了对比分析,结果表明:半功率点带宽法仅能测得泡沫铝夹芯板的结构损耗因子,而混响室声激励法则能够综合考虑其结构阻尼和吸声损耗,从而获得更适用于隔声预测的综合内损耗因子。研究内容可为存在吸声损耗的复杂板件内损耗因子的获取提供方法借鉴。  相似文献   

4.
带粘弹减摆器旋翼系统气弹稳定性试验与阻尼识别   总被引:4,自引:0,他引:4  
针对带粘弹减摆器旋翼系统气弹稳定性试验中测量所得信号可能出现的大阻尼、频率成分密集及信噪比差等情况,采用数值仿真,比较基于傅立叶级数移动矩形窗法(FSMB)、Hilbert法(HT)和传统的基于FFT移动矩形窗法(FFT—MB),从这类信号中识别阻尼的优缺点。在两米量级旋翼台上进行了带粘弹减摆器铰接式动力学相似模型旋翼气弹稳定性试验,采用角位移传感器测量摆振信号,用上述三种方法对试验结果进行稳定性分析。数值仿真和试验结果表明,角位移传感器测量信号有较高的信噪比;在大阻尼、频率成分密集及信噪比差的情况下,FSMB法与HT法较传统的移动矩形窗法有较高的识别精度。  相似文献   

5.
FFT相位误差分析及实用修正方法   总被引:29,自引:12,他引:17  
本文在分析加窗信号的付氏变换基础上,探讨了由泄漏引起的相位误差,给出了FFT相位误差分布规律的解析表达式,并且对典型情况作了深入的讨论。文中还介绍了一种基于窗频谱幅度比的FFT相位修正技术,由实例计算知,在无噪声条件下,实际的相位估计与理论计算一致,因此它可应用于离散频率的振动和噪声信号相位的精确估计。  相似文献   

6.
低阻尼板结构模态密度测试方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
伍先俊  程广利  朱石坚 《振动与冲击》2006,25(3):159-161,168
导纳实部平均值法是主要的模态密度测试方法,理论上导纳实部是在连续频率上进行平均的,实际测试中通常是在离散频率点上近似平均的,但低阻尼结构各模态半功率点带宽较窄,模态重叠因子不高,若测试分析仪谱线间隔过大,则无法测得完整的导纳曲线,因此这种近似精度也不高。就低阻尼板结构模态密度测量中,用离散频率点导纳平均实部代替连续频域平均和有限测量点的平均值代替连续空间平均的精度分别进行了探讨,着重分析了实验测量精度与导纳分析仪谱线分辨率和测量点数之间的关系,并应用导纳分析仪的频谱细化功能成功测得了一块低阻尼板的模态密度。  相似文献   

7.
旋翼桨叶的一阶摆振后退型模态是影响直升机地面共振稳定性的主要模态。为了识别装机状态下桨叶一阶摆振模态阻尼,该研究发展了基于FFT分析的移动矩形窗法、基于Fourier级数的移动矩形窗法、基于希尔伯特变换法和基于Wavelet小波变换等四种方法的无轴承旋翼一阶摆振模态阻尼识别技术,针对试验中测得的信号出现的频率成分密集和信噪比差等情况在阻尼识别过程中增加了数字滤波器,数值仿真和基于装机试验数据的识别均表明,基于Fourier级数的移动矩形窗和基于Wavelet小波变换两种阻尼识别技术可有效分离无轴承旋翼摆振模态,数字滤波器可有效提高桨叶摆振阻尼识别精度。  相似文献   

8.
本文提出了计算FFT分析器作潜密度估计时的偏度误差的离散化计算公式,并与积分计算进行了比较,给出了采用矩形窗和汉宁窗时FFT分析器对白噪声谱和单自由度系统响应谱的估计偏度误差分析的算例。  相似文献   

9.
离散频谱的能量重心校正法   总被引:54,自引:5,他引:49  
针对离散频谱三点卷积幅值校正方法只能校正幅值,不能校正频率和相位的问题,从理论上推导了常用离散窗谱函数的能量重心就是坐标原点,由此得到了能量重心法校正频率和相位的公式。误差分析和仿真计算表明:与其它校正方法相比,此方法能对多段平均功率谱直接进行校正,算法简单,计算速度快,负频率成分和间隔较近的多频率成分产生的干涉现象所带来的误差对精度的影响小,校正方法适用于各种对称窗函数,解决了三点卷积幅值校正法不能校正信号频率和相位的缺点。在工程应用中,对噪声小的信号,推荐加Hanning窗n=1(三点卷积法)的方法进行校正,频率间隔大于等于4个频率分辨率的信号校正后的幅值误差小于1%,频率误差小于0.01个频率分辨率,相位误差小于5度,这种方法不适用于频率过于密集的分析场合或连续谱。  相似文献   

10.
多点激励地震响应分析时,相对运动法将结构内部节点绝对位移分解成拟静位移和动态位移两部分分别进行求解,而绝对位移直接求解法直接对内部节点绝对位移进行求解,在两种求解算法中,阻尼分别假定与内部结点相对速度、绝对速度成比例。两种算法的阻尼假定不同可能会引起计算结果误差,在瑞利阻尼、单元阻尼模型下,采用随机振动方法对两种算法计算结果误差在频域内进行了理论分析,指出了瑞利阻尼模型下两种算法求得的结构动态内力功率谱密度误差主要受结构阻尼比、激励频率与结构基频率比值影响,但单元阻尼模型下两种算法得出的动态内力功率谱密度不存在误差。最后从概率意义上指出:瑞利阻尼模型下,两种算法得出的结构内力响应方差的误差随结构阻尼比的增大而增大,当结构阻尼比不大于5%时,两种算法计算结果误差很小。  相似文献   

11.
孙攀旭  杨红 《工程力学》2021,38(4):8-19
依据基于复阻尼模型的滞变阻尼模型,创建了改进滞变阻尼模型在复数域内的拉氏运动方程以及对应的时域运动方程。改进滞变阻尼模型克服了复阻尼模型的时域发散问题,并能保证有阻尼自振频率随损耗因子增大而减小。依据外激励加速度的识别方法,结合改进滞变阻尼模型的时域运动方程特点,分别提出了基于傅里叶变换的时域计算方法和基于希尔伯特-黄变换的时域计算方法。算例分析表明:基于傅里叶变换的时域计算方法是一种全局过程的计算方法,可计算任意时刻的结构动力响应,但计算量大;基于希尔伯特-黄变换的时域计算方法是一种时域逐步计算方法,计算量小,适用范围更广,但计算误差不易估计。  相似文献   

12.
螺栓连接质量是影响机械结构装配质量的关键,研究快捷、有效的检测技术具有重要意义。根据能量守恒定律,推导出螺栓连接接触面非线性阻尼识别公式。基于系统动力学特性与经验模态分解(EMD)相结合的方法,确定出用于阻尼识别的系统敏感固有频率。以L型梁为研究对象进行实验,并利用希尔伯特变换方法和建立的非线性阻尼识别公式,得到系统的黏性阻尼比以及非线性阻尼比。研究表明,螺栓扭矩的变化对系统固有频率影响较小,而对系统阻尼的影响显著,尤其是对黏性阻尼比的影响较明显;当螺栓发生松动时系统的黏性阻尼比会发生明显的非线性变化,即由0.1225跃升至0.2587,相对增加了111.18%,从而验证了基于非线性阻尼变化检测螺栓连接质量的有效性。  相似文献   

13.
基于HHT的利用结构自由振动响应进行系统识别的方法,只需要测得一点的响应就能得到各阶模态频率和阻尼比,通过各点的响应分析可以得到各阶振型,从而求得结构的刚度矩阵和阻尼矩阵。通过对一个4层2跨2开间的钢筋混凝土框架结构模型进行了锤击测试试验。用HHT方法识别其各阶频率、振型和各阶阻尼比,并计算得到刚度矩阵和阻尼矩阵。由识别的刚度矩阵可以看出用考虑节点转角并进行静力凝聚的杆系一层模型能较精确地反映框架结构的振动。试验数据分析还表明,当初始振幅较大时框架结构的阻尼比具有时变性,随着振幅的减小,阻尼比减小。  相似文献   

14.
为抑制衰减实信号中负频率成分对参数估计的影响,提出一种实复转换式参数估计算法。预估计采样信号频谱能量最大值点的索引值;构造只含有负频率成分的参考信号,并将采样信号和参考信号相减实现实复转换,以抑制负频率频谱泄漏的影响;利用频谱两点插值算法得到频率偏差、衰减因子和复幅值的粗估计值,并重新生成参考信号和复信号;通过迭代计算得到精确的频率、衰减因子、初幅值和初相位估计值。以频率估计为例的仿真实验结果表明:所提算法可有效地抑制负频率频谱泄漏的影响,提高中高信噪比条件下的频率估计精度,特别是信号频率较低时的频率估计精度,提升了频率估计的综合性能。此外,在科氏流量计中进行了实测实验,检验了所提算法的有效性。  相似文献   

15.
A new method for enhancement of damping capabilities of segmented constrained layer damping material is proposed. Constrained layer damping has been extensively used since many years to damp flexural vibrations. The shear deformation occurring in the viscoelastic core is mainly responsible for the dissipation of energy. Cutting both the constraining and the constrained layer, which leads to segmentation, increases the shear deformation at that position. This phenomenon is called edge effect. A two-dimensional model of a cantilever beam has been realized for further investigations. An optimization algorithm using mathematical programming is developed in order to identify a cuts arrangement that optimizes the loss factor. The damping efficiency is estimated using the modal strain energy method. The Nelder–Mead simplex method is used to find the best distribution of cuts. In order to take into account geometrical limitations, the exterior point penalty method is used to transform the constrained objective function into an unconstrained objective function. As the optimization problem is not convex, a modal analysis is performed at each mode in order to identify initial cuts positions that lead to a global minimum. Over a large frequency range, the algorithm is able to identify a distribution of cuts that optimizes the loss factor of each mode under consideration.  相似文献   

16.
An estimation method is proposed for identification of non-linear stiffness and damping of single-degree-of-freedom systems under stationary white noise excitation. Non-parametric estimates of the stiffness and damping along with an estimate of the white noise intensity are obtained by suitable processing of records of the stochastic response. The stiffness estimation is based on a local iterative procedure, which compares the elastic energy at mean-level crossings with the kinetic energy at the extremes. The damping estimation is based on a generic expression for the probability density of the energy at mean-level crossings, which yields the damping relative to white noise intensity. Finally, an estimate of the noise intensity is extracted by estimating the absolute damping from the autocovariance functions of a set of modified phase plane variables at different energy levels. The method is demonstrated using records obtained by numerical simulation.  相似文献   

17.
刘福顺  王卫英 《工程力学》2011,(5):233-238,244
阻尼是结构动力学分析的重要参数,对阻尼矩阵的估计一直是动力学建模的难点.该文提出一种适用于粘滞阻尼体系的阻尼矩阵识别方法.该方法的一个优点是能够考虑阻尼矩阵中非零元素的不同分布形态;另一个优点则是应用有限的低阶实测模态可相对准确的估算结构的阻尼矩阵,从而更好的适应目前只有有限的低阶模态能够相对准确测得的现状.该文采用5...  相似文献   

18.
粘弹性材料具有良好的阻尼性能,在工程振动与噪声处理上的应用非常广泛。利用粘弹性材料进行阻尼结构设计并预测其动力学特性,需要知道准确的动力学参数。回顾粘弹性材料动力学参数测试的经典方法,并着重介绍共振法测试技术。研究共振法测试中细棒的动力学响应与动力学参数间的关系,在此基础上,基于共振法测试数据和有限元仿真,提出一种反演粘弹性材料动力学参数的新方法。首先根据幅值比反演出损耗因子,再根据共振频率反演出储能模量。通过具体算例验证可知,反演得出的动力学参数的相对误差均在4 % 以内,该反演方法不仅结果收敛、准确可靠且反演速度快,为在连续频率范围内的动力学参数反演奠定基础。  相似文献   

19.
 A method for the estimation of an isotropic material damping based on the isotropic, augmented Hooke's law (AHL) and the concept of isotropic, modal and material damping functions is proposed. The method is a straightforward application of standard neural net (NN) back propagation techniques combined with back propagation of simulation errors using “response-to-damping parameter” mapping based on an analytical, modal receptance model incorporating AHL damping. Damping parameters are estimated by fitting the receptance model iteratively, using NN technique, to measured receptance data. Owing to the response model used, the proposed estimation technique provides new possibilities to completely separate pure damping properties from geometry, elastic (static) data and undamped modal data. The method is applicable to homogeneous materials and cases where cross coupling, due to damping, between the modes can be neglected. Even though in this sense restricted, the technique may be applied to a wide class of cases, including cases with very high damping and highly overlapping damped modes. Necessary background theory, including a suitable NN structure, for application of the method is presented. The estimation procedure is demonstrated for a plexiglas (PMMA) plate (modal loss factors ≈ 0.1 at room temperature) used as experimental test case. Very good agreement between measured receptances and responses predicted using the estimated damping function parameters is obtained. Validation was done using both modal and direct finite element (FE) computations.  相似文献   

20.
A magnetic levitation system utilizing superconducting magnets is now being developed for a high speed ground vehicle. From a view point of ride quality, a damping force for the mechanical oscillation of a levitated vehicle is one of the most important problems in this levitation system. This paper presents the analysis of the magnetic damping force in a loop track magnetic levitaion system; the magnetic damping force is caused by track loops. It is theoretically pointed out that the magnetic damping force is "negative" except in an extremely low velocity range. The theory is applied to the estimation of the magnetic damping force in a train model of practical interest. The results of the estimation suggest that the negative magnetic damping force is considerably large in a median velocity range (100 ∼ 200 km/h). Passive damping has been also investigated; it is found that damper loops installed in the levitation cryostat is effective even in persistent mode operation. It is concluded that rather good ride quality will be obtained by use of the passive damping method.  相似文献   

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