本文關(guān)鍵詞：機(jī)械結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析是建立在已知系統(tǒng)輸入輸出的基礎(chǔ)上,對(duì)這兩者進(jìn)行數(shù)學(xué)處理而得到系統(tǒng)頻率響應(yīng)函數(shù)或者脈沖響應(yīng)函數(shù),通過(guò)模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法獲得系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)。試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析具有較好的可控性、良好的測(cè)試重復(fù)性、較高的模態(tài)參數(shù)識(shí)別精度和可靠性,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)修改、損傷識(shí)別等方面具有重要作用和廣泛應(yīng)用。因此開(kāi)發(fā)模態(tài)參數(shù)識(shí)別精度高、操作高效快捷的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)是工程上研究的重要課題之一。本文對(duì)試驗(yàn)?zāi)B(tài)原理進(jìn)行深入研究,對(duì)多參考最小二乘復(fù)頻域法進(jìn)行算法改進(jìn),提出加權(quán)的多參考最小二乘復(fù)頻域法。針對(duì)算法中數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的頻響函數(shù)易受噪聲干擾的問(wèn)題,提出了以相干函數(shù)為加權(quán)參考的加權(quán)頻響函數(shù)代替以往的平均頻響函數(shù)函數(shù),以頻響函數(shù)方差為加權(quán)參考的加權(quán)最小二乘目標(biāo)函數(shù),增強(qiáng)頻響函數(shù)的質(zhì)量,提高了參數(shù)識(shí)別精度;提出了基于穩(wěn)定圖分組加權(quán)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)模態(tài)自動(dòng)識(shí)別,根據(jù)據(jù)穩(wěn)定圖中計(jì)算模態(tài)的頻率、阻尼比、模態(tài)振型等計(jì)算各個(gè)計(jì)算模態(tài)分值分組,拾取基于模態(tài)分值最高的穩(wěn)定模態(tài),提高了篩選效率,降低人為主觀因素對(duì)穩(wěn)定模態(tài)選擇的影響,更加準(zhǔn)確提取結(jié)構(gòu)物理模態(tài)。搭建機(jī)械結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并對(duì)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。對(duì)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析平臺(tái)的搭建基于有線采集和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集兩種方式進(jìn)行硬件選型;根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的實(shí)際需求,對(duì)模態(tài)分析系統(tǒng)軟件進(jìn)行總體和功能模塊設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了通用的數(shù)據(jù)二維顯示器、結(jié)構(gòu)模型三維顯示器、穩(wěn)定圖顯示器以及各功能模塊:結(jié)構(gòu)建模、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與選擇、模態(tài)識(shí)別、模態(tài)驗(yàn)證和振型動(dòng)畫等。根據(jù)信號(hào)分析原理、試驗(yàn)具體要求、工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)等多方面進(jìn)行綜合考量,設(shè)計(jì)出符合模態(tài)分析原理、滿足試驗(yàn)要求、提供經(jīng)驗(yàn)參考數(shù)值且人機(jī)交互友好、界面美觀的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)。使用本文開(kāi)發(fā)的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng),采用基于有線采集和基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集兩種方式進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。通過(guò)測(cè)試平臺(tái)搭建、結(jié)構(gòu)建模、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、模態(tài)識(shí)別、模態(tài)驗(yàn)證和振型動(dòng)畫完整的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析流程識(shí)別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù),并與LMS模態(tài)分析系統(tǒng)識(shí)別結(jié)果對(duì)比分析。結(jié)果表明本系統(tǒng)能有效識(shí)別出結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù),并具有較高的識(shí)別精度和識(shí)別效率,驗(yàn)證了本系統(tǒng)利用有線和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的正確性與工程應(yīng)用的可行性。最后對(duì)論文的工作進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)工作模態(tài)分析技術(shù)研究進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析 模態(tài)參數(shù) 自動(dòng)識(shí)別 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 軟件研發(fā)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH113;TP274
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 課題的提出及研究意義9-11
• 1.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)模態(tài)分析現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)模態(tài)分析技術(shù)研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)模態(tài)分析系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文的主要工作和內(nèi)容安排16-19
• 1.3.1 論文主要工作16-17
• 1.3.2 論文內(nèi)容安排17-19
• 2 加權(quán)多參考最小二乘復(fù)頻域法模態(tài)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別19-37
• 2.1 引言19
• 2.2 多參考最小二乘復(fù)頻域法19-23
• 2.2.1 頻率響應(yīng)函數(shù)模型19-20
• 2.2.2 算法實(shí)現(xiàn)20-23
• 2.2.3 存在的問(wèn)題23
• 2.3 加權(quán)多參考最小二乘復(fù)頻域法模態(tài)參數(shù)識(shí)別23-28
• 2.3.1 加權(quán)頻響函數(shù)23-24
• 2.3.2 加權(quán)多參考最小二乘復(fù)頻域法24-27
• 2.3.3 穩(wěn)定圖創(chuàng)建27-28
• 2.4 基于穩(wěn)定圖分組加權(quán)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)自動(dòng)提取28-31
• 2.5 數(shù)值仿真31-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 3 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)37-53
• 3.1 需求分析37-38
• 3.2 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)38-39
• 3.3 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)搭建39-45
• 3.3.1 試件支撐方式選用39-40
• 3.3.2 激勵(lì)方式選用40
• 3.3.3 傳感器選用40-42
• 3.3.4 數(shù)據(jù)采集器的選用42-45
• 3.3.5 計(jì)算機(jī)45
• 3.4 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析軟件設(shè)計(jì)45-52
• 3.4.1 開(kāi)發(fā)平臺(tái)的選擇45-46
• 3.4.2 軟件系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)46-47
• 3.4.3 軟件系統(tǒng)功能模塊劃分47-48
• 3.4.4 軟件系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)48-49
• 3.4.5 軟件系統(tǒng)通用模塊設(shè)計(jì)49-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 4 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)軟件功能模塊設(shè)計(jì)53-67
• 4.1 工程文件創(chuàng)建53
• 4.2 結(jié)構(gòu)建模53-54
• 4.3 數(shù)據(jù)采集54-61
• 4.3.1 采集通道配置56
• 4.3.2 錘擊示波56-57
• 4.3.3 錘擊設(shè)置57-59
• 4.3.4 測(cè)量59-61
• 4.4 數(shù)據(jù)處理61-63
• 4.4.1 頻響函數(shù)61
• 4.4.2 相干函數(shù)61-62
• 4.4.3 分析數(shù)據(jù)選擇62-63
• 4.5 模態(tài)參數(shù)識(shí)別63-64
• 4.6 模型驗(yàn)證64
• 4.7 振型動(dòng)畫64-65
• 4.8 本章小結(jié)65-67
• 5 系統(tǒng)應(yīng)用試驗(yàn)67-83
• 5.1 基于有線采集的矩形框架試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析67-75
• 5.1.1 試驗(yàn)內(nèi)容67-68
• 5.1.2 試驗(yàn)過(guò)程68-74
• 5.1.3 結(jié)果分析74-75
• 5.2 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集的矩形框架試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析75-82
• 5.2.1 試驗(yàn)內(nèi)容75-76
• 5.2.2 試驗(yàn)過(guò)程76-81
• 5.2.3 結(jié)果分析81-82
• 5.3 本章小結(jié)82-83
• 6 工作總結(jié)與展望83-85
• 6.1 工作總結(jié)83-84
• 6.2 后續(xù)工作展望84-85
• 致謝85-87
• 參考文獻(xiàn)87-93
• 附錄93
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文93
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目93

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：319622