一种模态弱响应且模态密集的参数识别方法

针对运行模态分析中响应信号数据样本较短、模态密集,以及弱响应信号淹没在大噪声中,系统模态难以全部辨识的问题,提出了联合相关函数与传递率识别系统模态参数的方法(联合方法),该方法先应用传递率近似频响函数获取系统弱响应频率特征函数,然后再通过小波变换进行模态识别。运用随机激励下的GARTEUR飞机模型仿真运行状态的输出进行了数值仿真实验。结果表明:相比于多参考最小二乘复频域法,联合方法不仅能提高模态频率的识别精度,而且还能极大地提高阻尼比的识别精度,尤其是传递率对模态密集的弱响应模态识别结果良好。     

一种工作模态参数的在线时域辨识方法

根据环境激励具有随机性以及线性系统在环境激励下各输出点响应之间的相关函数与系统的脉冲响应函数具有相同的数学表达式等特点，给出了在线模态参数识别的理论，并提出了仅根据环境激励响应识别模态参数的新方法。     

主轴系统空运转模态分析

利用试验台模拟加工中心主轴系统安装状态下的空运转试验,结合DASP分析系统测得主轴系统的动态响应,基于随机子空间识别技术,用MATLAB软件编制相应的识别程序,剔除系统运转中的激励频率成分,选择合适的模型阶次,获得加工中心主轴系统的模态参数,识别结果与脉冲激励识别结果有一定的对应性,为主轴系统的结构改进设计提供依据.     

有色噪声激励下基于应变响应的频域拟合算法

提出了一种有色噪声激励下基于应变响应的工作模态参数识别方法。首先,从应变频响函数出发,将工作模态参数识别方法应用到有色激励下的应变响应信号,推导出仅利用应变响应的多自由度系统模态参数表达式;其次,对悬臂梁进行数值仿真,分析了模态识别误差并验证了该方法的有效性;最后,通过悬臂梁实验验证了在真实有色噪声环境中,该方法依然具有很高的识别精度。     

单独利用响应数据进行模态分析

针对工程实际中模态分析方法存在的不足，提出两种单独利用实测响应数据的互相关模态识剐法，即互相关差分模型法和互相关频域识别法。根据脉冲响应函数同响应间的互相关函数具有相似的表达形式，在时域中采用基于相关函数的互相关差分模型提取模态参数，在频域中采用基于互功率谱密度函数的互相关频域识别法对结构进行模态识别。对这两种方法进行了理论推导，并以一飞机模型为例进行了试验验证，将结果同适调激振法所得结果作了比较，证明所述两种方法都能够较好地仅利用实测响应进行模态辨识。     

基于频响函数识别结构非线性模态参数的方法

提出了一种基于频响函数识别结构非线性模态参数的方法,利用线性的模态分析技术,结合响应幅值线性化理论,通过步进正弦扫频测试激励非线性结构,得到结构在不同激励水平下的频响函数信息,最终识别得到非线性模态参数:包括与位移幅值相关的固有频率、与速度幅值相关的阻尼比。通过单自由度非线性系统与线性系统的对比,验证该方法的可行性。通过提取系统的非线性等效刚度、阻尼函数,与谐波平衡法的结果进行对比,验证该方法识别的准确性。     

基于相关函数和小波分析的运行模态参数识别方法

为解决传统的基于脉冲响应的模态参数识别问题,根据响应信号间的相关函数与脉冲响应函数具有相似的数学表达式,以Morlet小波作为基函数,对响应信号的互相关函数进行连续小波变换,由小波系数与模态参数的关系识别出结构的模态参数.用GARTEUR飞机模型数值仿真和3层框架结构进行实验,结果证明了该方法的有效性.     

基于环境激励的港口起重机工作模态分析

针对港口起重机难以施加激振力的问题,采用自然环境激励技术(NExT)对港口起重机进行了工作模态分析.在自然风的随机激励下,对某港口40t位起重机进行了模态试验.采用响应点与参考点之间的互功率谱的幅值图代替集总传递函数的幅值图进行了模态分析.由所有测点和参考点间的互功率谱,通过拟合各响应点同参考点之间的互功率谱来识别起重...     

单输入多自由度系统自然激励技术的解析格式

自然激励技术的提出为大型复杂工程结构环境激励下的模态提取提供了一条新的途径,但对于单输入的情况存在以下问题:白噪声激励下结构系统位移响应的互相关函数公式中的相位角和幅值缺乏解析表达式;当动力荷载恰好作用在系统某阶振型的节点时可能出现的现象缺乏分析和物理解释.发展了单输入自然激励技术,推导了白噪声激励下结构位移响应的互相关函数,给出了其中相位角和幅值的解析表达.研究发现,当单输入动力荷载恰好作用在系统某阶位移模态的节点时,任意两自由度位移响应的互相关函数中将不含有频率值等于该阶模态有阻尼固有频率的简谐成分,即该阶模态的信息在互相关函数中得不到反映.     

振动模态固有频率和阻尼比的EMD识别方法

针对机械系统固有频率和阻尼比的识别问题,提出了基于经验模式分解(EMD)的模态参数识别方法.该方法首先对脉冲激励下机械系统的位移响应进行了EMD分解,确定与该系统的各阶模态对应的固有模式函数(IMF),分别对各阶IMF进行希尔伯特变换以得到各自的瞬时幅值和瞬时相位曲线,并对所得曲线进行线性拟合,最后根据拟合曲线的参数来...     

某夹具结构模态仿真与试验及相关性验证

针对某雷达夹具,首先系统地介绍了LMS试验模态测试方法,得到了该结构的固有频率与振型,进一步使用有限元方法计算了结构的自由模态.在此基础上,研究了仿真模态结果与试验模态结果的差异,给出了相关性分析的预处理方法,进而得到了试验模态与仿真模态的相关性结果,验证了仿真模型的有效性,为进一步的频谱分析,减少样机试验奠定基础.     

微型客车车身结构模态与声腔模态分析

在车身CAD模型基础上,采用Hypermesh软件建立了某汽车车身有限元模型,通过Optistruct求解器和LMS.virtual lab软件计算出车身在自由状态下的结构模态和声腔模态。分析其对乘坐舒适度的影响,并提出相关建议,以期望在汽车前期设计阶段指导车身设计,及时弥补了设计中存在的缺陷,增强其市场竞争力。     

某柴油机机体模态测试及分析

以某V12柴油机为例，利用随机信号与振动分析系统CRAS V4．3的模态测试分析功能对该柴油机机体进行了模态测试，得到了机体结构的前5阶固有频率及相应振型，可看出机体各部分振动的特征，据此为发动机结构改进设计提供了试验依据。     

用附加质量和刚度修改结构固有频率与局部振型

对在结构局部自由度上附加质量与刚度，从而使结构某阶固有频率与局部振型分量满足给定设计要求的动力修改问题提出了一种求解方法。本文方法仅需利用结构局部自由度上的动柔度参数，计算过程简便。给出了一悬臂梁的固有频率与局部振型修改算例来说明方法的有效性。     

基于SolidWorks与ANSYS渐开线齿轮的模态分析

首先使用SolidWorks对渐开线齿轮进行三维实体建模,然后通过SolidWorks与ANSYS的接口导入ANSYS中,利用ANSYS软件对卤轮进行模态分析,计算出齿轮的低阶固有振动频率和主振型,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。     

复合材料机翼试验-数值建模方法及气弹分析

针对机翼结构动力学建模中复合材料离散性引起的精度问题,以及求解速度对机翼气动弹性计算速率的影响,提出了结合模态试验和模态法建立动力学模型的方法。为了提高求解速度,基于模态贡献对机翼模态进行了截断;随后进行了全模态和模态截断的静载数值计算与试验验证。缩减模型的求解结果与全模态求解结果相比误差仅为0.25%左右,其相对于试验结果最大误差仅为6.0%,说明试验-数值建模方法能够准确描述复合材料机翼的动力学响应,并且基于模态贡献的模态截断能够缩减模型、大幅提高求解速度而不会影响求解精度;对机翼进行静、动气动弹性分析,结果表明气动弹性对机翼的动力学响应具有不可忽略的影响。     

压电阵列式模态传感器的实验研究

以简支梁为例,用一组压电PVDF阵列式传感器测量结构的模态坐标,在简支梁表面均匀粘贴一组相同形状的矩形PVDF薄膜,然后通过设计这组PVDF传感器输出的加权系数,得到各阶模态坐标.研究表明,这种传感器设计方法与简支梁的外激励力性质(如激励力类型、频率以及位置等)无关.实验结果表明,这种模态传感器的设计是可行的.     

支撑条件对钢轨模态参数影响研究

钢轨的振动形态直接影响着铁路轮轨的接触状态,不同的支撑条件对钢轨的振动有着较大的影响.本文应用模态分析和有限元理论研究了钢轨不同支撑条件对钢轨固有频率和振型的影响.应用环境激励下模态参数识别方法对钢轨在不同支撑条件下的模态参数进行了识别.针对四种支撑方式,分别得到了模态参数,通过理论和试验分析表明,不同的支撑方式对轨道模态参数有较大影响.这一结论为合理铺设轨道提供依据.     

Identifying and quantifying structural nonlinearities in engineering applications from measured frequency response functions

Engineering structures seldom behave linearly and, as a result, linearity checks are common practice in the testing of critical structures exposed to dynamic loading to define the boundary of validity of the linear regime. However, in large scale industrial applications, there is no general methodology for dynamicists to extract nonlinear parameters from measured vibration data so that these can be then included in the associated numerical models. In this paper, a simple method based on the information contained in the frequency response function (FRF) properties of a structure is studied. This technique falls within the category of single-degree-of-freedom (SDOF) modal analysis methods. The principle upon which it is based is effectively a linearisation whereby it is assumed that at given amplitude of displacement response the system responds at the same frequency as the excitation and that stiffness and damping are constants. In so doing, by extracting this information at different amplitudes of vibration response, it is possible to estimate the amplitude-dependent ‘natural’ frequency and modal loss factor. Because of its mathematical simplicity and practical implementation during standard vibration testing, this method is particularly suitable for practical applications. In this paper, the method is illustrated and new analyses are carried out to validate its performance on numerical simulations before applying it to data measured on a complex aerospace test structure as well as a full-scale helicopter.     

RTV胶层有限元建模方法在透射镜结构动力学分析中的应用

对透射镜结构中RTV胶层建模方法进行了研究。详细地阐述了节点相连(忽略胶层材料)、各向同性材料(三层体单元和一层体单元)和各向异性材料建立胶层材料的方法,分别采用三种方法对透射镜镜组建立了有限元模型,并进行了仿真模态分析,同时搭建了模态试验装置,测试了它的模态参数,结果表明,各向异性胶层材料的建模方法得到的一阶自由模态频率与试验测试的一阶自由模态频率误差只有0.3%,而各向同性材料的三层单元和一层单元建模方法、节点相连建模方法的误差分别达到1.8%,1.2%和13.9%。通过分析与测试可以得到,胶层材料在有限元分析当中是不可以被忽略的,综合来看,各向同性材料一层单元的建模方法不但可以减少模型单元数量,同时还可以达到工程应用的精度要求