基于模态分析的振动筛结构修改研究

阐述了模态分析下对结构修改再分析的基本方法,分析了结构小修改时基于频响函数法的模态参数识别,给出实例说明利用频响函数方法进行结构动力修改分析的过程,可为振动筛的设计和动力修改提供重要参考。     

复杂结构试验模态振型高效识别方法研究

结构模态振型的精确识别是复杂结构动力修改的基础。文中以发动机缸体作为研究对象,通过结构模态仿真识别与试验识别结果的相关性研究,验证了结构模态参数识别结果的有效性。在此基础上提出了以试验模态振型矢量为虚拟位移激励,基于结构有限元分析模型进行静力分析计算,将其静力学变形矢量等效为结构模态振型矢量的一种模态扩展分析方法,与传统试验模态振型识别方法相比,识别效率有较大改善。     

基于动力学仿真软件的结构振动试验夹具设计

针对振动试验夹具的动力学参数设计问题,通过Workbench软件对结构进行模态参数识别,利用分析出的模态参数对结构进行优化,并对优化后的结构进行动响应模拟。分析结果表明用有限元法近似求解一般连续域问题是有效手段之一。     

水工泄水结构振动的模态分析与有限元综合法

本文在回顾模态识别和动特性灵敏度分析的基础上，探讨了结构动力修改的模态分析、有限元综合法，并通过动态响应的计算机仿真分析方法进行方案评估。通过工程实例，分析了结构物理参数（刚度、质量）对模态频率、振动位移的灵敏度，取得了动态薄弱环节及优化方向。通过系列动力修改及响应仿真分析，取得抗振优化方案。     

一种基于模型修改的结构多点损伤识别方法

可用于结构损伤识别的方法很多。一般来讲正向方法直接利用结构模态参数的变化，逆向方法则利用模态参数变化反演结构物理参数变化，还有些方法利用了神经网络和模式识别技术。文中利用模型修改的思想，通过逆向方法计算结构单元刚度变化系数来对结构的多点损伤进行识别。以一个七自由度弹簧阻尼质量系统作为研究对象，用数值模拟方法及特征系统实现算法计算系统的模态参数，并用这些模态参数验证所提出方法的可行性，结果表明该方法对多点损伤的识别是简单而可行的。     

基于应变模态差和神经网络的管道损伤识别

应变模态差对结构微小损伤具有很高的敏感性且对结构损伤处具有较高的定位识别率,故在工程实际中可以利用其对管道进行损伤识别。然而,应变模态差只能定性地反映结构的损伤程度,并不能直接量化损伤结构的损伤程度,故采用神经网络和应变模态差相结合的方法对损伤管道进行损伤位置和损伤程度的识别。利用有限元分析软件ANSYS进行模态分析提取管道的应变模态参数,并把管道损伤前后的应变模态差作为神经网络的输入参数,以损伤位置和损伤程度作为神经网络的输出参数,对损伤管道分别进行单损伤和双损伤的损伤定位和程度识别。研究结果表明,利用应变模态差和神经网络相结合的方法能够准确识别出管道的损伤位置以及损伤程度。     

机械结构模态参数时域识别方法原理及展望

分析了传统模态分析方法在大型机械结构模态识别中的弊端,指出利用基于响应信号的时域信号进行大型机械结构的模态参数识别已日益成为一种趋势。对时域模态参数识别的主要方法进行了论述,分析了各类方法的识别原理及优缺点,在此基础上总结了目前时域识别方法存在的问题,并对今后的研究工作进行了展望。     

用模态分析技术对机床动态切削性能的研究

基于模态分析理论,用DH5920分析仪系统对K360A数控车床整机进行模态试验分析。用Polymax模态参数识别软件对实测的频响函数数据进行识别处理,得到了该车床的多阶振动模态参数,并采用ANASYS软件对薄弱部件进行有限元模态分析处理,得出以提高车床切削抗振能力为目标的动力学优化设计改进方案。     

多参考点复频域识别技术在后视镜试验模态中的应用

阐述了多参考点频域识别法理论,对某客车后视镜进行约束试验模态分析,并对后视镜试验模态的测试数据进行了分析处理,采用多自由度时域识别法中的最小二乘复频域法准确识别结构的模态参数,运用LMS Poly MAX法识别出该后视镜的模态参数,利用模态拟合和模态验证,对后视镜的模态参数的准确性进行分析和验证,得到精确的固有频率和振型。     

机械阻抗方法在振动分析中的应用 Ⅷ 振动模态参数识别(计算机方法)

上节介绍的两种模态分析方法建立在主导模态基础上。尽管其精度比经典的共振法有较大提高,但仍属近似分析方法。为了进一步提高模态分析的精度,用于建立复杂结构的动态数学模型,近十年来计算机化的模态参数识别技术蓬勃发展,复杂结构的模态分析进入新的阶段。所谓计算机化模态参数识别,即根椐振动测试数据(在频域中即单点激振、多点测量的机械阻抗数据),通过一定算法,由计算机求出某种意义下是最优的振动模态参数。     

基于环境激励的结构模态参数识别方法

利用时域分析最小二乘复指数法(kast-Squares Complex Exponential,LSCE)推导出在脉冲响应下结构的模态参数,并利用ITD(Ibrahim Time Domain)法对随机振动响应的参数进行识别,为分析工作模态下结构的优化设计、损伤诊断和故障诊断打下基础.在充分研究了环境载荷对工程结构影响的基础上,重点分析了风载荷对大跨度工程结构的影响.利用有限元软件对空间桁架结构进行有限元工作模态分析,得出在环境载荷激励下的结构响应,进而利用参数识别方法得出模态参数,其结果与工程实际相符,证明了环境载荷处理的可行性和该理论体系的正确性.     

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。     

基于改进STD法的望远镜塔架动态特性研究

为了精确得到某南极天文望远镜塔架的模态参数,为塔架的动力学修改和主动控制减振提供依据,按一点激励、多点加速度响应对望远镜塔架进行了锤击法模态试验。为了消除STD法数据前处理带来的噪声误差,采用改进STD法对塔架进行模态识别,用损失函数法和极点稳态图确定模型阶次,并用实测的功率谱密度验证了所识别模态参数的准确性,在0～100 Hz的频带范围内,误差减少到了3.6%,与常规STD法相比,改进STD法明显提高了模态参数的识别精度。分析结果表明,望远镜塔架第3阶和第4阶的模态阻尼比相对较小,为塔架的薄弱频率,此结果可以作为动力学修改和望远镜主动控制减振系统调试的依据。     

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。     

基于稀疏成分分析的欠定工作模态参数识别

针对基于独立成分分析的工作模态参数识别方法可识别模态数较少的问题,提出一种基于稀疏成分分析的欠定工作模态参数识别方法.该方法从线性时不变小阻尼结构的模态振型、模态坐标的性质和稀疏成分分析的基本假设出发,找出模态振型与混合矩阵之间、模态坐标响应与稀疏成分之间的一一对应关系,将欠定工作模态参数识别问题转化为稀疏成分分析问题.首先,从基于传统盲源分离的工作模态参数识别中存在的问题和稀疏成分分析流程,建立了基于稀疏成分分析的工作模态参数识别框架和流程步骤;其次,针对欠定工作模态参数识别振型的解释和评价问题,提出欠定条件下识别振型的特点及评价方法;最后,讨论了可识别模态数、模态遗漏、虚假模态及方法的适用范围,并与独立成分分析方法进行了理论比较.通过5自由度仿真数据集下的工作模态参数识别,表明所提方法具有有效性和优越性.     

热连轧机位移传感器结构的试验模态分析

辊缝位移传感器是轧机压下控制系统(Automatic gauge control,AGC)的关键元件,也是轧机AGC控制系统的反馈环节之一。辊缝位移反馈信号受传感器结构动态特性的强烈影响,传感器结构设计不合理甚至危及轧制过程的稳定性。模态参数可以完整地描述结构的动态特性,在结构动态设计和结构动力学修改阶段,必须进行有效的动态特性分析。采用单点激励、多点加速度响应拾振,对热连轧机辊缝位移传感器的外壳和位移传递杆结构进行了振动测试。以试验模态分析理论为基础,使用最小二乘复指数法(Least square complex exponent, LSCE),提取传感器结构的模态参数。分析结果表明,传感器外壳的垂直振动模态频率与热连轧机架的垂直振动模态频率接近,会对轧机工作机座的振动形成耦合,其动态特性对轧制过程的稳定性有严重危害。这些分析结果对建立轧机压下控制系统仿真模型以及进行结构动力学修改都具有重要意义。     

量测噪声对输入未知条件下结构频率及振型识别的影响

利用输入未知条件下结构模态参数识别的,通过仿真列分析了测试噪声对识别的影响,最后利用同济大学图书馆地脉动加速度反应实测数据,对其模态参数进行了识别,得出一些结论。     

运营条件下异型拱桥的模态参数识别

以一复杂的异型钢管混凝土拱桥为对象，根据运营期间车辆交通荷载引起的余振实测结果，用小波变换（wavelet transform,简称WT）和特征系统实现法（eigensystem realization algorithm，简称ERA）两种方法对结构模态参数识别结果进行了对比，讨论了两种方法在复杂结构体系模态参数识别中的适用性。进一步以ERA识别方法为对象，比较了记录波除噪及不同记录波对参数识别结果的影响。结果表明：WT方法以及ETA方法得到的结构模态参数识别结果基本一致，两种方法相互校核可剔除噪声模态，获得真实的结构模态信息；除噪对基于余振衰减波的模态参数识别精度提高意义不大，不同记录波的对比识别可剔除单波随机噪声的影响，提高识别结果的可靠性。     

综合传动装置变速机构振动频率与敏感度分析

为了避免综合传动装置在扭转振动时发生共振，需要对传动装置的结构参数进行重新设计、修改。一个复杂的传动装置中，修改哪些结构参数才能有效地改变系统的固有频率是不易确定的。文中建立某综合传动系统的多自由度质量－弹性－阻尼动力学模型，根据复模态振动理论求解该系统在某一挡位下的振动模态，并进行振动频率对系统结构参数的敏感度分析，从33个结构参数中选出4个进行修改，可以有效地改变系统的固有频率。     

转子轴承系统结合部等效刚度识别

针对转子轴承结合面刚度难于确定的问题,提出一种有限元模态分析、试验模态分析与BP神经网络相结合的等效刚度识别方法。采用Abaqus有限元分析软件建立转子轴承系统的有限元分析模型并得到其固有频率;并对转子轴承系统进行试验模态分析,得到前四阶弯曲固有频率;最后通过BP神经网络对等效刚度和固有频率进行训练与识别。研究结果表明,转子轴承系统的径向等效刚度识别最大相对误差为1.75%,轴向等效刚度识别最大相对误差为5.43%。方法为机械结构结合部的参数识别提供了参考。