桁架结构早期损伤识别的模态倍差耦合仿真研究

在本文中,通过建立桁架有限元模型,随机抽取几个杆件,以降低其刚度的方式来模拟早期损伤(即小损伤);对损伤前后的桁架分别进行模态分析,并提取其模态振型数据,利用Matlab软件对损伤前后的模态振型数据进行放大、减差处理,通过倍差图判断损伤节点,从而找到损伤位置。这里对40个节点的前五阶振型进行了分析。     

基于加速模态差值法的桁架结构早期损伤识别研究

针对起重机械的桁架结构,分析了损伤的严重后果,提出了用加速模态差值法识别早期损伤.首先建立有限元模型,随机选取一根杆件,通过降低其刚度来模拟早期损伤;然后对未损桁架和损伤桁架分别进行模态分析,并提取两者的模态振型数据,通过计算机处理得到损伤前后的加速模态振型,然后进行对比分析,找出加速模态振型变化最大的节点,即为损伤节点,进而找到损伤杆件.实例分析表明,提出的方法合理可行.     

基于小波方法的板结构损伤识别研究

进行不同边界条件下板结构损伤位置和大小的评估以及传感器布置和噪音对损伤识别影响研究。主要内容包括:首先,通过薄板结构的有限元模态分析,获取有无损伤板结构点的固有特性参数的分布状况,利用离散小波变换将矩形薄板的模态节点位移数据进行分解计算,获得损伤位置数据的高频信息和奇异值。其次,进行不同边界条件下的板结构损伤识别分析,利用小波系数的最大值变化率进行板结构损伤程度的定量化评估。最后,分析了传感器布置以及噪音情况下小波变换方法对板结构损伤识别的有效性。研究结果表明,四边固支约束下的小波系数比四边简支约束的小波系数大0.5%,比两边固支约束的小波系数大0.88%;在网格g=40 mm且通过小波变换对信号进行去噪处理之后都能够有效识别板结构损伤。说明该方法针对二维板结构损伤位置及程度的识别问题具有一定的有效性,能够为车辆结构损伤识别问题提供技术思路和参考价值。     

基于激励点优化和信号能量的结构损伤识别

为了有效激发结构的局部振动模态,分析响应信息并进行损伤识别,构建了一种基于激励点优化和不同损伤状态下信号能量的结构损伤识别方法.首先建立结构动力学模型,计算模态振型;再以MAC矩阵非对角元素最小值作为适应度函数,采用改进粒子群算法(MPSO)优化激励点数量和位置,以MAC非对角元平均值和均方根(RMS)准则评价不同激励...     

基于柔度矩阵和神经网络的结构损伤识别法

提出一种分步识别结构损伤的方法。首先利用测量模态参数建立结构柔度矩阵来确定结构损伤的大体位置，然后应用神经网络技术和结构的加速度响应对确定的损伤范围进行参数识别，根据识别的刚度值判别结构的损伤程度。通过一个8自由度结构的仿真计算表明，该方法稳定性好，计算精度高，对噪声具有很高的鲁棒性，在10％噪声情况下，应用神经网络技术能较精确地得到结构的损伤程度，显示了该方法对大型复杂结构进行损伤诊断的潜力。     

基于Kalman滤波的有限测点桁架结构疲劳损伤监测

发展一种基于Kalman滤波的应变响应估计方法,采用自行研发的疲劳应变数字化无线传感器,对有限测点桁架结构进行监测,实现桁架结构未测杆件的疲劳损伤评估。通过引入虚拟系统噪声对系统输入进行处理,在未知激励条件下对有限测点之外的拓展点应变响应进行估计;用平面主桁架数值模型验证了算法的可行性;设计平面钢桁架模型,进行桁架结构高周疲劳试验。试验结果表明,基于疲劳传感器的实测应变响应,该算法有效估计了拓展点应变响应,并与拓展点实测数据吻合良好;联合有限测点和估计点的应变响应数据,对该桁架结构实施了疲劳损伤评估。     

基于曲率模态的空间刚架结构损伤识别的研究

应用Ansys建立空间刚架结构无损伤和有损伤的有限元模型,选取曲率模态作为损伤标示量应用于结构损伤识别。对空间三维曲率模态进行比较分析,结果表明,一阶曲率模态能够很好的对单一或多个损伤位置进行识别,且轴向曲率模态比横向曲率模态更适用于损伤识别。一阶曲率模态也可以对损伤程度进行初步判断,为探索通过曲率模态识别空间钢结构损伤提供一种可行的方法。     

基于强迫振动响应的结构损伤识别

为了识别结构的损伤位置和损伤程度,利用结构在多个脉冲激励下的强迫振动响应数据,把结构在损伤前后的响应数据相减,并对它们的差值求曲率,最后通过ANSYS有限元软件对具有不同损伤程度的固支梁进行仿真,并对其强迫响应数据按上面方法处理后,所得结果能判断出梁损伤的位置和损伤程度的大小,说明此方法是有效的。     

基于自适应粒子滤波的结构损伤识别

为了解决传统粒子滤波方法粒子数量的选取较难确定的问题,提出一种非平稳动力系统突变参数识别的自适应粒子滤波方法(简称APF方法).该方法利用系统后验概率密度与当前粒子集概率密度的K-L距离,自适应地更新采样粒子数量,在大幅降低识别过程中计算量的同时,不影响识别精度,使之更适合进行在线的结构系统参数识别.数值仿真结果发现,该方法的系统识别时间仅为传统粒子滤波方法的1/4,这证明了该方法在结构损伤在线识别中的有效性.     

基于模态柔度与有限元模型修正的海洋平台结构损伤识别研究

结构模态特征的改变直接揭示了结构的损伤,基于模态柔度较频率、振型对结构损伤的识别更为敏感的特点,文中提出了一种基于模态柔度和有限元模型修正相结合的结构损伤识别方法.文中以某海上导管架平台为例,在设定的3个损伤样本下建立了导管架21-DOF测试模型,获得该模型低阶结构模态参数,通过模态柔度差的方法进行结构损伤层定位;然后...     

珩架型构造物损伤检测的研究

对大型机械设备的机械结构进行快速诊断和损伤检测,经济价值和效益明显.在对珩架型构造物的机械结构的阻抗进行实验测试的同时,对检测材料的固有频率进行了理论推导,对分辨率的选择及分辨率对测试结果的影响进行了深入分析.这为珩架型构造物的机械结构损伤评价,打下了坚实的科学基础.     

基于ANSYS Workbench的折臂式随车起重机吊臂有限元分析

以某重型折臂式随车起重机吊臂结构为研究对象,以有限元分析软件ANSYS Workbench协同仿真平台为工具,针对3种基本工况进行有限元分析,得到相应工况下吊臂的结构变形和应力分布,并完成吊臂结构的强度及刚度分析。分析结果表明,现有的吊臂结构能够满足正常作业的强度及刚度要求,但设计过于保守,存在结构冗余。其计算结果可以为后续的吊臂结构优化设计提供参考。     

基于光纤光栅传感器的复合材料损伤识别系统

利用光纤布拉格光栅(FBG)构建了传感器网络;结合小波分解与重构算法、频谱分析和支持向量多分类机算法研究了碳纤维复合材料板损伤的模式识别算法。首先,对带有不同损伤模式的复合材料结构进行冲击试验,探索损伤模式与信号特征之间的关系。然后,对信号进行小波分解与重构去除基线干扰;采用傅里叶变换频谱分析提取信号幅频特性,构建了复合材料结构损伤模式识别方法。最后,将提取的信号幅频特性作输入,复合材料结构损伤模式作输出,利用支持向量多分类机,实现了复合材料结构损伤模式识别。在500mm×500mm×2mm的碳纤维复合材料板中心,选定200mm×200mm的实验区域,对30组测试样本进行了损伤模式识别。实验结果表明:29组损伤模式得到了准确识别,正确率为96.7%。研究结果为碳纤维复合材料板的损伤模式识别提供了一种可靠的方法。     

Numeric simulation for structure''s damage identification of space truss

Damage detection by using the changes of dynamic parameters is a conventional damage diagnosis method, however, some indices are not sensitive enough to the most structural damages. In this study, the analytical data of displacement modes of truss structure are obtained by using the finite element analysis soft—ANSYS. The mode analysis technique for the axial strain change of any stick is used to detect the steel trusses with different damages. The analytical results show that the damage location and degree of the truss stick can be effectively diagnosed by means of the axial strain change. __________ Translated from Journal of Wuhan University of Technology, 2006, 30(2): 285–288 [译自: 武汉理工大学学报]     

基于刚柔耦合的起重机柔性臂动力学分析

传统方法在计算起重机工作过程中系统惯性力或载荷摆动臂架系统的冲击存在一定的局限性,利用Adams和Ansys软件建立55 t汽车起重机柔性臂架系统,并使用Adams软件对其在突然卸载、带载变幅和带载回转等工况进行仿真分析,得到臂架系统应力及振动情况,为臂架系统和液压控制系统的设计提供依据。     

基于振动监测和支持向量机的海洋石油离心泵智能预警技术研究

目前海洋石油正在建设智能油田、数字油田,提升设备管理的数字化和智能化水平。该文针对如外输泵、注水泵等重要性较强的A类关键离心泵,分析常见故障并采用基于振动监测技术实现离心泵在线监测系统,保障了状态数据的实时采集。梳理常见故障的特征情况,建立基于支持向量机优化概率密度函数的智能预警模型,通过数据测试抓取特征参数,嵌入在线监测系统。通过现场应用,可实现对海洋石油离心泵的有效智能预警,提升了海洋石油的关键设备的数字化监测管理水平。     

基于热力熵分析的风力机叶片疲劳早期损伤研究

风力机叶片受到交变载荷作用容易发生疲劳断裂,因此对叶片疲劳损伤的健康监测是十分必要的。故提出基于热力学熵对风力机叶片疲劳损伤研究方法,分析叶片累积熵产随疲劳循环周数变化规律,确定发生疲劳断裂的阈值点。结果发现,叶片的损伤能也是影响疲劳损伤的重要因素;叶片的累积熵产随疲劳循环周数有3个阶段变化,研究得到疲劳损伤阈值点为累积熵产变化曲线的第3阶段起始点,并且阈值点的累积熵产和疲劳断裂熵均为独立固定值,不受载荷、频率、应力比因素影响,经过计算阈值点的累积熵产与疲劳断裂熵比值为0.5。利用其他疲劳实验验证阈值点,结果证明阈值点的确定是准确的。     

基于UG的离心叶轮计算机辅助设计与制造

针对应用于航空航天和船舶行业中的半开式离心叶轮,提出了利用UG软件进行半开式离心叶轮计算机辅助设计与制造的方法,包括叶轮造型、刀具路径规划、后置处理以及在UG环境和Vericut两种环境中分别进行刀位源文件和NC程序的仿真,最后通过一个例子验证了方法的正确性.     

基于遗传算法的塔式起重机起重臂优化设计

介绍了塔式起重机起重臂优化设计的数学模型以及起重臂有限元模型的建立,论述了通过遗传算法结合ansys有限元分析软件进行起重臂优化设计的方法,结合模拟退火算法思想,对遗传算法作了改进,以保证其全局收敛。最后通过计算实例表明该方法高效可行,优化结果可直接作为工程设计的参考。