螺栓松动损伤的亚谐波共振识别方法

螺栓松动将导致结构完整性的破坏,螺栓连接状态的实时有效监测和评估具有重大意义。提出了一种基于亚谐波共振分析的螺栓松动识别方法。针对螺栓连接结构简化的单自由度非线性模型,采用多尺度方法分析了亚谐波共振现象,定性模拟了螺栓松动损伤亚谐波激励条件。以铝梁螺栓搭接结构为实验对象,利用粘贴在铝梁表面的压电作动/传感单元,采用不同频率的激励信号作用在作动片上,传感片接收响应信号,对其进行频谱分析,通过提取响应频谱中的亚谐波成分进行螺栓松动损伤识别。仿真与实验结果表明,亚谐波产生所需激励频率在两倍固有频率附近,使用亚谐波检测方法能有效识别螺栓松动。     

基于非线性超声调制方法的损伤识别与定位

在结构健康监测技术中,非线性弹性波谱方法具有对结构微小变化敏感的特性,能够有效地对裂纹等非线性损伤进行识别。笔者针对采用两个持续激励的普通非线性弹性波谱方法不能定位损伤的问题,提出了一种能够识别并且定位铝板中疲劳裂纹的非线性超声调制方法。该方法通过识别脉冲与高频超声波之间的调制现象来进行损伤检测。实验中,压电阵列粘贴于疲劳裂纹铝板表面,汉宁窗调制的正弦脉冲激励和正弦持续激励同时施加在压电阵列上。通过采集不同的作动传感路径的响应,利用短时傅里叶变换对响应进行频域分析,构造损伤指数量化损伤程度,对疲劳裂纹进行识别和定位。实验结果表明,所提出的方法可以成功地检测并定位疲劳裂纹损伤。     

多自由度振动系统非线性动力特性的HHT辨识方法研究

HHT方法(包括EMD方法)已成功地用于线性振动系统的辨识研究。本文针对多自由度非线性振动系统,利用小波分析方法对非线性振动响应进行预处理,把信号分解成一系列的窄带信号,应用EMD方法使得各阶内在模函数(IMF)均为单一成份信号,然后运用HT方法辨识自由振动响应的非线性特征。典型的线性振动系统和非线性振动系统的辨识结果说明了该方法的有效性。     

工程力学专业的办学特色与改革创新

针对开办力学专业过程中的一些问题，提出了培育学生专业思想的重要性和培养方法，指出了加宽加厚学生的数学力学基础的一些改革措施，对能力强、就业面宽的力学人才的培养模式也进行了较充分的阐述。     

非线性压电作动器的振动模糊控制方法

在振动主动控制问题中，压电作动器常表现出一定的非线性特性。研究压电作动器的非线性特性，对于设计智能结构中的控制系统和控制策略非常重要。该文针对压电作动器表现出的非线性特性，提出一种基于模糊自适应滤波算法的前馈主动控制方法。数值仿真结果表明了该非线性模糊自适应控制方法的有效性。     

利用HHT方法进行结构损伤检测研究

高频小波细节信号或内在模函数在时域的奇异性有可能是由于结构损伤引起的,也可能是由于外界环境如载荷突变引起的.针对该问题,利用Hilbert-Huang变换(HHT)方法,通过一个4层框架结构数值算例的计算,利用IMF瞬时频率的变化来区分2类不同的信号奇异性,从而判定结构是否发生了损伤.计算结果表明:损伤时间常数可以准确地由IMF中的信号突变时刻检测出,而且损伤位置可以利用信号奇异性的分布情况确定.     

温变工况下螺栓松动检测的独立成分分析方法

导波损伤检测技术的关键在于检测出结构损伤引起的导波信号变化,但环境温度变化也会影响导波传播过程,引起信号改变,导致损伤检测的失败。为了消除温度变化的影响,笔者采用独立成分分析(independent component analysis,简称ICA)方法处理导波响应信号。作为一种盲源分离的算法,ICA能够从混合信号中提取得到独立的未知源信号分量。因此利用ICA方法能将导波的响应源信号从被温度变化干扰的混合信号中分离出来,实现消除温度变化干扰的目的。为验证该方法的可行性,以螺栓连接铝板为对象进行实验,采集不同温度下螺栓全紧及松动状态的导波响应信号,将其经过ICA方法处理后应用到损伤定位算法中。结果表明,应用ICA处理后的导波信号能够成功定位松动螺栓,证实了ICA方法排除温度变化对导波传播影响的有效性。     

模糊控制理论在柔性结构振动主动控制中的应用

阐述了模糊控制理论在柔性结构振动主动控制中的应用;论述了运用模糊控制理论进行结构振动控制的必要性和可行性;详细介绍了振动模糊控制方法的过程及神经网络技术与模糊控制相结合的问题;指出了振动模糊控制中需发展的几个问题。     

载荷影响下的机电阻抗协整结构损伤识别方法

针对滚动轴承早期故障特征信息十分微弱难以提取以及可调品质因子小波变换(tunable Q-factor wavelet transform,简称TQWT)参数设置依赖使用者经验的问题,提出改进的TQWT的滚动轴承早期故障诊断方法。首先,设定Q因子的区间范围,利用TQWT对滚动轴承故障振动信号进行分解得到若干个分量;其次,对各分量进行包络导数能量算子解调,在能量谱中根据特征频率强度系数这一指标自适应地确定TQWT的最佳分解参数,实现对故障信号的最优分解;最后,通过对最佳分量的包络导数能量谱分析即可准确地提取到轴承故障特征信息。通过对仿真信号、实验数据以及工程案例分析表明,该方法能够有效提取滚动轴承早期微弱故障特征并准确判断出滚动轴承故障类型,具有一定的工程应用价值。     

框架结构非线性损伤的主成分分析识别方法研究

针对框架结构非线性损伤识别问题,提出一种基于主成分分析的损伤识别方法。利用主成分分析数据压缩和特征提取的特性,首先对结构基准工况响应信号进行处理,提取特征成分,得到主成分模型,然后将结构未知工况响应数据向主成分模型投影,通过构造损伤指标实现对结构非线性损伤的识别。以四层钢框架结构碰撞模型为实验对象,通过螺栓和钢柱构造碰撞非线性损伤源,实验结果表明该方法可有效识别结构的非线性损伤。