基于LabVIEW的梁分布动载荷识别系统设计与实现

分布动载荷识别是结构动力学分析中的难点之一,在工程应用中具有重要的意义。从工程实践需求出发,设计了一款通用的分布动载荷识别系统。分布动载荷识别系统基于LabVIEW虚拟仪器平台进行模块化设计和开发,以Bernoulli Euler梁为主要研究对象,利用模态坐标变换的分布动载荷识别技术,设计和实现了可用于工程应用的动载荷识别系统。系统有效利用了虚拟仪器强大的数据处理分析以及动态链接库等能力,具有良好的人机交互界面,通用性以及可扩展性等优点。并通过应用实例,来证明所设计的梁分布动载荷识别系统的可靠性和实用性。     

基于LabVIEW的振动测试数据采集分析软件平台设计与实现

详细介绍了具有较强拓展性的振动测试数据采集分析的软件平台设计。该软件平台主要通过基于多任务操作的软件架构、活动窗口设计、预留API接口以及硬件通用性设计等方面的设计,保证了软件平台强大的拓展性,从而实现软件平台的通用。基于该平台设计的高层次振动数据分析软件,如模态参数识别和动载荷识别软件,利用该平台已有的功能和软件架构,可以方便地进行二次开发,拓展软件功能,实现更复杂振动数据分析处理,减少重复劳动,加快软件开发进程。设计完成后,通过试验对比和软件开发案例,验证了软件的可行性和可用性。     

离心式作动器的设计与性能分析

离心式作动器的适应频带宽、输出力大、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、需用功率较小,很有优势。而国内基于离心式作动器的ACSR技术在直升机上的应用很少,因此,研究出一种新型的易于控制的离心式作动器很有必要。两个相同的偏心质量块同速反转时产生的离心力只有竖直方向上的,在此理论基础上,设计了一种输出力只有竖直方向上的新型离心式作动器,并且可以通过调节电机的角加速度轨迹对作动器输出力的幅值、相位、频率进行控制,最后基于LabVIEW对所提出的控制算法进行了仿真研究。仿真结果表明,在主动控制过程中,根据输入的目标信号,电机的角加速度轨迹进行了相关的改变,从而使得作动器的输出力信号得到了很好的控制,最终输出要求的目标信号。     

基于直升机ACSR的共振式作动器设计

为了扩大作动器的适用范围、获得高效动力放大系数,基于直升机ACSR的环境,设计了一种固有频率可调的共振式作动器。该作动器基于共振原理,主要由专门设计的梁结构、模组 质量块机构、电磁式作动器、支架以及轴承等组成。本文对该共振式作动器进行了结构设计、动力学建模、有限元建模仿真、性能试验和振动主动控制仿真：控制质量块的位置,以实现其固有频率的调节;通过性能仿真和试验,标定其调频范围以及输出力与输入激励之间的传递效率（放大系数）;结合HHC控制算法以及LabVIEW仿真,将其应用于振动主动控制中。性能仿真和试验结果表明：该共振式作动器在结构固有频率可调节的同时,满足了高效放大系数的设计要求。同时,LabVIEW控制仿真也表明,其可根据不同外激励频率,切换不同的共振频率档位以应用于ACSR中。     

动态载荷位置识别当量载荷误差判别法

根据线弹性系统的振动特性,采用动载荷识别频域法研究动载荷作用位置识别问题。提出了当量载荷误差判别法,用不同测点响应在相同位置反演出来的当量载荷的误差值建立目标函数,当量载荷误差最小的作用位置就是动载荷的真实作用位置。从单点激励和两点激励方面进行了平面板的载荷位置识别仿真,在加入噪声的情况下效果依然理想,为复杂结构和多个加载位置动载荷识别提供基础。简支梁实验结果表明,该方法能正确识别载荷作用位置,对噪声不敏感,有很好的工程应用前景。     

Wilson-θ反分析法的动载荷识别精度的若干问题

Wilson-θ法是结构动力学正问题的一种数值计算方法,在一定的条件下可保证该算法的无条件稳定。基于Wilson-θ反分析方法的动载荷识别是一种时域识别方法,和其他时域识别方法一样,同样存在着累计误差和计算精度等问题。笔者较为系统地研究了基于Wilson-θ反分析的动载荷识别方法及影响计算精度的若干因素,包括θ的取值、时间间隔确定、阻尼比的变化、测量点数目、测量点位置、采样中的噪声干扰,通过仿真算例考察各个参数的取值对识别结果的影响,为Wilson-θ反分析方法动载荷识别的高精度提供参考。为了改善由于累计误差造成的识别精度问题,提出了基于黄金分割法的修正算法,通过仿真算例表明该修正算法的稳定性和良好的抗干扰能力。     

采用分离变量法的载荷位置识别技术研究

基于分离变量法提出了一种新的识别动载荷位置及时间历程的方法,以提高载荷定位的效率.根据结构系统参数建立响应与外部载荷之间的卷积关系式并离散化;采用分离变量法将载荷位置信息从脉冲响应函数矩阵中提取出来,根据响应信息选取合适的模态;利用正则化技术对载荷识别过程中的不适定问题进行求解;结合简支梁的仿真计算和实验测试对该载荷定...     

基于虚拟仪器技术的民机动态信号分析仪

基于虚拟仪器技术,利用LabVIEW软件开发一套应用于民用飞机振动测试分析的动态信号分析仪.通过对该仪器的控制和参数设置,实现自定义信号模拟输出和数据的实时采集、分析处理与显示.具有时、频域分析和通过3种方式获取系统频率响应函数等功能,该虚拟仪器界面美观、操作方便、层次清晰、功能强大,能够基本满足民机振动测试分析的需要...     

液舱晃荡与船体非线性时域耦合运动计算

LNG船等液货船的研制和应用中,为了研究非线性水动力对液舱晃荡及船体运动的影响,改进了规则波及不规则波中液舱晃荡与船体非线性耦合运动的时域预报技术。通过改变液舱物面边界条件模拟能量耗散,对液舱内部流动采用全非线性模型,船体外流场采用非线性瞬时物面条件的时域格林函数边界元模型,并应用基于组合B样条的高阶面元法求解边值问题和迭代半隐式时域步进法对内外流场和船体运动同时求解。通过对比,验证了这种考虑能量耗散的方法的有效性,研究了非线性水动力中各种因素的影响,得出能量耗散系数μ的选取规律。     

基于模态坐标变换梁分布动载荷识别技术

针对工程结构中的Bernoulli Euler梁结构,基于模态坐标变换理论,将待识别的分布动载荷利用固有振型函数在模态空间内进行分解,建立分布动载荷的各阶时间函数系数与各阶模态激励的线性关系。频域内,根据模态理论由梁上测点响应利用Tikhonov正则化方法识别出梁的各阶模态坐标响应（正则化参数由L曲线法确定）,从而识别出各阶模态激励,得到分布动载荷的各阶时间函数系数,还原Bernoulli Euler梁结构上承受的分布动载荷。本文动载荷识别理论适用于不同的分布动载荷类型,通过计算机仿真,验证了该方法的通用性和较高的识别精度。仿真过程中加入随机噪声,识别结果证明了该方法具有良好的抗噪能力,有效提高了载荷识别的信噪比。