结合面参数识别方法在摇臂钻床上模型上的应用

采用文献「１」提出的基于正交关系方程的虚部方程识别机械结构结合面动力学参数的方法，识别出摇臂钻床模型的结合面参数。由此建立的该结构系统动力不模型具有较好的精度。     

复杂机械结构结合面动力学建模及其参数识别方法的研究

提出复杂机械结构结合面动力学建模和参数识别的方法。首先，在提出理想结合面和结合面元概念的基础上，阐述了新的建立结合面动力学模型的方法，减少了复杂形状结合面动态参数的数目；其次，通过对有限元模型的降阶修改，建立复杂结构低阶动力学模型，避免了在参数识别过程中反复进行有限元计算。以上方法在ＪＣＳ－０１８加工中心立柱模型的结合面参数识别中得到了应用。     

复杂机械结构结合面动力学参数的识别

为了建立机械结构的动力学模型,必须准确的确定结合面动力学参数。本文提出一种通过实测结构振型与传递函数识别结合面动力学参数的新方法。该方法具有不受结构复杂程度的限制,原理清晰、计算简便、识别精度高等特点,是一种有效的结合面参数识别方法。     

直线滚动导轨有限元模态分析及参数识别

机械结构结合面的刚度是整个机械系统刚度的关键部分,因此机床结合面刚度的研究具有十分重要的意义.首先对HSR25A型号直线滚动导轨进行了模态试验,提出了单自由度分量方法,对导轨系统进行了模态测试识别和结合面参数的识别计算,得到导轨接触面刚度,用于与后面识别刚度进行对比;然后建立了导轨的动力学模型,采用动力学模型优化参数法对直线滚动导轨结合面的刚度进行了识别;最后将识别得到的刚度和试验得到的刚度值进行对比,验证了动力学模型优化参数法的可行性,并提出了一种新的识别结合面参数的方法.     

基于结合面建模的数控机床动力学联合仿真研究

以某新型龙门式加工中心直线滚动导轨结合面为例,对正确获取数控机床机械结构结合面模型和动力学参数这一关键技术问题进行研究.利用基于模态理论辨识和频响函数识别两种方法得到了直线滚动导轨结合面动力学参数,继而通过建立涵盖高速数控机床机械结构、电机驱动、控制系统以及虚拟加工的多平台联合仿真系统,实现无物理样机环境下数控机床整体动力学性能预测和综合评价的目的.     

机床导轨滑块结合面参数识别研究

在模态分析的基础上应用弹簧-阻尼单元建立机床导轨滑块的结合面动力学有限元模型,经过优化计算来识别机床导轨滑块结合面参数。结果表明:优化计算方法识别参数结果与简化单自由度方法所得的测试结合面参数相近,该方法又是识别机床导轨滑块结合面参数一种有效方法。     

基于模型修正的螺栓结合部虚拟材料参数识别及应用

针对螺栓结合部虚拟材料模型建模及参数识别问题,基于结合部显著影响整体结构动力学性能这一特性,提出基于模型修正的虚拟材料动力学模型参数识别方法。针对参数识别中修正方程的病态问题,根据虚拟材料相关参数及结构各阶模态频率相互之间的影响度,构造修正方程的左右加权函数以减轻其病态程度,并通过仿真算例验证参数识别方法的有效性。探讨平板螺栓连接及哑铃状结构用于虚拟材料参数识别的有效性及抗噪性,加工哑铃结构的实验零件,辨识螺栓结合部虚拟材料模型的参数。基于机床螺栓结构的常用工况,建立虚拟材料模型参数库,并在CKX5680数控机床上验证参数库的有效性。结果表明：采用模型修正技术可以准确地识别无噪声时的虚拟材料参数;采用哑铃结构实验试件在有噪声情况下,螺栓结合部虚拟材料参数识别误差小于8%;采用虚拟材料模型模拟螺栓结合部的建模误差小于5.6%。     

基于传递函数的机械结构结合面参数模糊辨识方法

机械结构结合面参数对机械结构系统动力学建模与结构振动控制有着重要的影响.准确合理地识别出结合面等效参数是实现结构系统动态分析与控制的一个关键问题.本论文提出利用传递函数和模糊优化识别机械结构结合面参数的新方法,给出了理论公式和算例分析.通过与传统的最小二乘法比较表明,该方法克服了传统方法的一些缺点,提高了结合面参数辨识精度.     

基于反演识别法的有限元模型校正

提出了一种在动态分析中对机构的结合面进行参数识别的方法。建立机械结构的有限元模型并将其关键结合面以弹簧-阻尼单元代替,将模态计算的结果与实验结果相结合建立目标函数;通过BP神经网络拟合、遗传算法参数寻优,得出最优结合面参数。以立式圆台磨床为例,运用该方法,对其结合面参数进行了识别。结果表明,通过该方法进行有限元模型中结合面参数的识别是可行的。     

钢丝网垫减振器的三维建模

为了提高钢丝网垫减振器的动力学设计与分析的效率,根据其动力学特性,建立了一种钢丝网垫的参数模型用于该类结构的三维有限元建模,并通过某钢丝网垫动力学模型参数的试验识别过程给出了钢丝网垫减振器的实际试验建模方法。对钢丝网垫减振器施加单频激励,并测量该激励与相应的位移、速度、加速度响应,然后基于最小二乘法识别出所提出动力学模型的参数。在此基础上进一步探讨了激励频率、泊松比等因素对参数识别的影响,并给出正确识别模型参数所需要的方程个数。研究了钢丝网垫广义密度与模型参数的关系,证明了所提出模型的有效性与识别方法的可行性。     

弹性支承索参数识别方法

为了准确识别索参数,提出了采用有限单元法和系统参数识别技术相结合进行索参数识别的方法。考虑索的垂度、抗弯刚度、弹性嵌固和弹性支承等因素建立有限单元模型,采用反映出索非线性振动特性的轴力的梁单元模拟索。利用索特征值关于模型参数的灵敏度矩阵,建立了参数识别的理论/试验频率差与模型参数之间的关系式。该方法基于实测频率,通过迭代可以同时识别拉索索力和抗弯刚度。数值算例和试验验证了该方法的准确性和实用性。     

A two-level updating procedure of the component-mode synthesis model

The component-mode synthesis method is effective for reducing the degrees of freedom of a finite element model for dynamic analysis of a complex structure. However, in the resulting computational model unacceptable errors can exist due to poor modeling. The model can be corrected by applying system identification methods. By localising the parameter errors it is possible to use the updating procedure of the second author. The modal transformation performed within this updating leaves the parameters unchanged. As a result, the corrected component equations and synthesised component-mode model are derived. The general identification procedure contains many parameters to be identified for a complex system. Minimising the objective function with respect to these parameters results in a highly non-linear system of equations. In order to circumvent this, the two-level identification procedure is developed and applied. If the measurement errors of the component quantities are independent of each other, the quadratic objective function can be decomposed on the basis of these components. By introducing model and goal coordination variables, the identified parameters as subsystem units are corrected at the first level and the second level includes the co-ordination units. A parallel iterative algorithm is presented in detail.     

材料参数直接反求方法研究

提出直接从仿真分析结果反求材料塑性参数的方法。该方法以仿真分析为基础，根据能量守恒原理建立实测值与待求参数之间的关系并形成多元方程组；应用理想成形理论，即单元的变形遵循最小塑性功原理，使多元方程组成为静定或超静定方程组；将方程两边的计算差值定义为目标函数，用遗传算法来寻找目标函数最小解。对单向拉伸试验和四边简支球头冲压试验进行了算例计算，反求结果表明该方法能够反求得到较精确的参数。该方法拓宽了参数测定的试验途径。     

平面四连杆机构位置综合的最小误差算法

针对平面连杆运动位置数多于确定机构的精确点数的运动综合问题，提出运用最小误差为目标函数的参数辩识法算法。通过分析典型的平面四连杆机构的非线性解析方程，根据给定的位置，分解方程，构建线性方程组，引入最小误差目标函数和伪逆的处理方法，得出最优的参数值。通过例证说明该算法的正确性、通用性和有效性。     

结合模态区间分析和IARR的不确定性损伤识别

针对结构不确定性损伤识别中经典区间算法容易发生扩张的问题,提出将模态区间分析和改进解析冗余度(improved analytical redundancy reduction,简称IARR)相结合的损伤识别方法。首先,将结构静力平衡方程用约束条件方程组表示,通过改进解析冗余度使得方程组仅包含平动变量;其次,把与假定损伤单元相关的方程集中在同一子集,代入区间变量将方程扩展成区间形式,通过模态区间运算判断各约束条件的满足情况来实现损伤定位;最后,采用静载作用下的试验钢梁验证所提出的方法,结合刚度参数、挠度参数和外荷载3种随机变量,建立各梁段约束条件方程。结果表明:考虑测试误差、参数不确定性时,能通过约束条件的不满足有效定位梁的小损伤。     

A frequency response function-based damage identification method for cylindrical shell structures

In this paper, a structural damage identification method (SDIM) is developed for cylindrical shells and the numerically simulated damage identification tests are conducted to study the feasibility of the proposed SDIM. The SDIM is derived from the frequency response function solved from the structural dynamic equations of damaged cylindrical shells. A damage distribution function is used to represent the distribution and magnitudes of the local damages within a cylindrical shell. In contrast with most existing modal parameters-based SDIMs which require the modal parameters measured in both intact and damaged states, the present SDIM requires only the FRF-data measured in the damaged state. By virtue of utilizing FRF-data, one is able to make the inverse problem of damage identification well-posed by choosing as many sets of excitation frequency and FRF measurement point as needed to obtain a sufficient number of equations.     

梁结构边界条件识别的行波法

基于Euler-Bernoulli梁模型，研究了梁结构的波动动力学方程以及结点散射关系，在此基础上提出了行波法识别梁结构边界条件的新方法。以系统固有频率值为已知量，从行波观点出发，建立起系统的特征方程，由特征方程反解识别得到结构的边界参数。通过对附加弹性支撑的悬臂梁进行振动实验，利用所测的低阶固有频率值，辨识出边界的横向和扭转刚度。实验结果表明，该方法具有良好的识别精度，是一种极有潜力的参数辨识方法。     

Second order inverse response process identification from transient step response

Simple algorithms for identification of inverse response models from step response are difficult to obtain because analytically the solution of a system of coupled nonlinear equations is required. In this article we propose a simple identification procedure for second order inverse response processes, based on the plant step response. The algorithm provides the model parameters in a sequential way, thus avoiding the solution of a nonlinear equation system. Moreover the algorithm is flexible because it can be suited to user requirements, thus modifying the algorithm performance. Finally error bounds on the identified parameters are provided which are useful if the model is used for control design purposes.     

微分变换法在动力学响应分析及系统边界参数识别中的应用研究

引入求解非线性微分方程的微分变换法，将其推广为广义微分变换法。建立求解一般非线性振动微分方程的一般框架，将此方法用于求解著名的Vander pol方程。并且将微分变换法推广到结构边界参数识别，以一个典型的悬臂梁边界参数识别为例，对其进行数值仿真和实验研究，并将此方法的实验研究识别结果与用实测频率响应函数法的识别结果作比较。说明该方法具有良好的工程应用价值。     

利用3对直线识别纯转动运动参数的线性化方法

对高满屯确定刚体坐标系的运动参数的线性化方法提出奇异的一组条件 ,获得了与高氏原方程组等价的线性化方程组 ,并将高氏线性化方法所需要的最少 4对对应直线减少为 3对。