动载荷识别时域方法的研究现状与发展趋势

与动态载荷识别的频域方法相比,时域方法不仅适用于线性系统,还适用于非线性系统以及能有效处理瞬态冲击激励的识别问题,近年来时域方法愈发受到学者们的关注。目前广泛应用的几种时域方法主要有-反卷积法、计权加速度法、函数逼近法、卡尔曼滤波器和递归最小二乘法、逆系统法以及新兴的智能方法等等。在对各方法研究现状的概述与总结中,分析了各自的优缺点。从研究对象、研究方法、应用领域三方面分析,非线性系统、线性时变系统将成为分析研究的重点。结论显示,与现代智能算法相结合的逆系统方法将成为新的研究热点,将其相应的载荷识别方法应用于机械设备的故障诊断也将成为今后发展的新趋势。     

柔性结构的载荷识别

作为动力学逆问题的载荷识别一直是科技与工程领域关注的课题。选择柔性悬臂梁为对象,开展载荷识别与主动控制问题的研究,给出一种基于变结构控制算法的载荷识别方法和控制律的设计方法。研究结果显示,所给方法能够有效地辨识出结构所受到的外部载荷,变结构控制律能够有效地抑制梁的弹性振动。     

复杂分布动载荷识别技术研究

复杂结构的分布动载荷识别技术是动载荷识别技术的难点之一。本文推导了基于广义正交多项式特征技术动载荷识别模型，解决了在一定精度范围内通过有限测量点的振动信息识别具有无限未知量的分布动载荷关键技术，通过动态标定技术的研究和复杂结构有限元模型数值仿真计算，验证了方法的正确性、有效性和工程可用性，适用于具有确定性分布的稳态振动载荷识别．为分布动载荷识别技术的发展打下一定的基础。     

设备载荷识别与激励源特性的研究现状

概括国内外动载荷识别技术的主要研究方法与应用。针对普遍使用的频域法和时域法的研究现状及优缺点进行评述, 并对载荷识别领域的研究方向作展望, 指出与工程实际模型相结合、 提高载荷估算精度、 简化测试和估算过程将是今后研究的主要方向。     

不同载荷识别的结构振动传递路径分析方法研究

为提高传递路径分析(Transfer Path Analysis,TPA)方法在结构振动传递特性分析中的有效性和工程实用性,提出不受振源存在或移除影响的逆矩阵法(MIM)识别工作载荷,并与直接测量法、复刚度法(CSM)、参数化模型的动刚度法在载荷识别时的适用范围、性能特点进行比较分析。由此建立相应的三种TPA方法,并结合振动模型算例,系统深入地分析三种TPA方法的性能以及结构特性参数对TPA方法性能的影响。分析结果表明给出的MIM-TPA方法在结构振动传递特性分析时具有更佳的精度和稳定性,并最终确定不同TPA方法的计算精度、效率及适应范围,极具工程应用价值。     

吊车动态载荷识别研究

本文针对某工程结构可靠性鉴定工作,研究桥式吊车使用中对厂房的荷载作用;利用时程曲线差分改进动态载荷识别的时域法,识别实验测得的某等高多跨单层厂房吊车刹车时程曲线,结果与荷载规范符合较好.本文介绍的实验技术和分析方法,对于地震区复杂结构可靠性鉴定和制定荷载设计标准都有实用价值.     

动载荷识别的时间有限元模型理论及其应用

本文利用广义正交多项式作为时间有限元的形函数,推导了基于时间有限元的动载荷识别模型.成功地将时域下动载荷识别的复杂逆卷积关系转变为广义正交域的线性算子逆运算,这种模型识别精度高,抗干扰能力强,具有良好的计算稳定性,尤其适用于具有短时间样本的冲击类型动载荷识别,使该类问题在工程应用时的复杂程度大大降低,具有较高的工程应用价值.该方法为结构动力学逆问题的研究提供了一种新的技术途径.     

具有连续分布梁模型动载荷的识别技术研究

用正交多项式拟合的方法对连续系统的分布动态载荷进行识别的技术,为用有限的测量信息进行连续系统分布载荷的识别提供了可行的方法。该方法只须获取足够的测量点的响应来识别分布载荷正交多项式的系数,满足识别的精度要求,同时对测量点的位置无特殊限制。实际工程中进行载荷识别时,很多结构只能测量到部分位置的响应,这时该方法能很好地解决这类问题。该方法对测量数据噪声的灵敏度较小,具有很好的抗干扰能力。通过计算机仿真,证明了该方法理论的正确性和工程应用的可行性。     

《一种频域载荷识别的优化方法》

从优化的角度出发，利用遗传优化算法得到频域载荷谱，使得其产生的响应谱与实际的测量结果之间的误差足够小，这样可以认为所得到的载荷谱也就反映了实际的激励，即达到了载荷识别的目的，仿真结果说明了这种优化方法的有效性。     

基于神经网络模型的动载荷识别

依据结构动力学理论推导了在时域中用于神经网络算法的自回归函数，相应建立了具有时延反馈的神经网络动载荷识别模型。阐明了这种网络的基本学习算法和回忆算法。数值仿真和试验件的验证试验表明该神经网络模型用于动载荷识别时具有精度高、无累积误差、抗干扰能力强等优点，并且适用于各种类型的动载荷，尤其对冲击载荷的识别更具有独特的优势。该模型在动标学习过程中要求信息量小，试验成本低，是一种非常值得在工程中推广应用的新型动载荷识别方法。     

结构连续分布的动态随机载荷识别方法研究

复杂结构连续分布的动态随机载荷识别技术是结构动载荷识别技术的难点之一。推导了基于广义正交多项式特征技术动态随机载荷识别模型，馋决了在一定精度范围内通过有限测量部位随机振动响应信息识别无限未知量的结构分布动态随机载荷的关键技术，通过动态标定技术的研究和复杂结构有限元模型数值仿真计算验证了方法的正确性、有效性和工程可用性，适用于具有沿结构分布的振动随机载荷识别，为分布动态随机载荷识别技术的发展打下一定的基础。     

基于贝叶斯估计的动载荷识别方法

为了降低测量误差等不确定性因素对识别结果的影响,建立基于贝叶斯估计理论的动力学系统载荷识别方法。首先,根据动力学系统运动方程,利用贝叶斯理论,推导载荷和误差参数的联合后验分布,进而得到载荷和误差参数的边缘概率分布;然后,采用马尔可夫蒙特卡罗方法,估计动力学系统所受的载荷,并利用仿真算例与基于奇异值分解的载荷识别方法进行对比;最后,利用实验数据,进一步验证本方法的有效性。结果表明,该方法在一定程度上减小了不确定性因素造成的识别误差,对于提高动载荷识别精度具有一定的参考意义。     

基于精细积分方法的桥梁结构移动荷载识别

针对桥梁结构移动荷载识别问题,有效地将桥梁结构振动微分方程化为精细积分方法的一般格式,进而将精细积分方法推广于荷载作用点随时间连续变化的移动荷载的识别问题中,以HPD-S精细积分格式为基础,推导出相应的荷载识别公式,并与以HPD-L精细积分格式为基础的荷载识别方法进行了比较。仿真算例表明,无论对于简谐变化还是线性变化的外荷载,即使采用较大的时间步长,前者仍具有很高的识别精度;同时对后者进行了修正,也得到了令人满意的识别效果。     

冲击荷载作用下轴向运动层合板非线性动力学响应

研究轴向运动层合板在冲击荷载作用下的非线性动力学响应。基于单层材料本构关系及大变形理论,考虑几何非线性得到冲击荷载作用下的轴向运动层合板非线性动力学控制方程;通过Galerkin法对控制方程进行离散得到模态方程组,用Runge-Kutta法对模态方程组求解,得到冲击荷载作用下轴向运动层合板的动态响应。讨论了轴向速度、冲击波峰值和相位持续时间对轴向运动层合板动力学响应的影响。     

A New Iterative Regularization Method for Solving the Dynamic Load Identification Problem

In this paper, a new iterative regularization method (ITR) is presented to solve the reconstruction of multi-source dynamic loads acting on the structure of simple supported plate. Based on a quadratical convergence method, this method is used to compute the the approximate inverse of square matrix. The theoretical proofs and numerical test show that the proposed method is very effective. Finally, the present method is applied to the identification of the multi-source dynamic loads on a surface of simply supported plate. Numerical simulations of two examples demonstrate the effectiveness and robustness of the present method.     

损伤材料的动力响应特性

研究了工程材料在动力载荷下损伤演化的计算模型。提出了一般材料在各向异性损伤状态下的两种动力损伤模型。第一种以有效应力的等效值的幂函数为基础 ,第二种以损伤应变能释放率为基础。通过数值分析研究了损伤结构元件的动力响应及损伤材料的动力特性。说明了结构元件中损伤发展的分析方法和它们的有限元程序的执行过程。该研究表明 :损伤结构的频谱下移 ,损伤材料的阻尼比变高 ,响应的振幅明显增加 ,损伤结构可能发生由于损伤发展引起的共振。     

Buckling Load Prediction in Ortho-Grid Plates for Aerospace Structures

Journal of Failure Analysis and Prevention - Iso-grid structures provide high strength with reduced weights, which is an essential requirement for aerospace applications. Buckling of Ortho-grid...