在實(shí)際的工程問題中,動(dòng)載荷的確定對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)識(shí)別、故障診斷以及疲勞壽命預(yù)測(cè)等都具有重要意義。然而,在許多情況下,由于實(shí)際環(huán)境的約束或經(jīng)濟(jì)條件的限制,直接測(cè)量系統(tǒng)所受的載荷通常是非常困難的,有時(shí)甚至是不可能的。因此,研究基于系統(tǒng)響應(yīng)和系統(tǒng)特性來間接獲取動(dòng)態(tài)載荷是至關(guān)重要的。本文對(duì)周期性動(dòng)載荷和沖擊載荷分別提出了不同的識(shí)別方法,并針對(duì)識(shí)別過程中的不適定性,采用相應(yīng)的正則化技術(shù)來進(jìn)行處理。本文的研究工作主要包括:（1）將周期性動(dòng)載荷在時(shí)域內(nèi)利用一系列脈沖響應(yīng)函數(shù)描述,并用卷積分關(guān)系進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)響應(yīng)離散,建立了基于Green函數(shù)的周期性動(dòng)載荷識(shí)別方程。采用Tikhonov和廣義截?cái)嗥娈愔捣纸猓═SVD）正則化方法分別來處理識(shí)別問題中的病態(tài)特性。通過單源動(dòng)載荷和多源動(dòng)載荷的識(shí)別進(jìn)行數(shù)值對(duì)比研究,分析不同噪聲水平和不同響應(yīng)類型下的識(shí)別結(jié)果。接著,對(duì)懸臂梁上的正弦載荷識(shí)別進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,并用多島遺傳優(yōu)化方法對(duì)有限元模型進(jìn)行修正,從而得到較準(zhǔn)確的Green函數(shù)矩陣。（2）針對(duì)沖擊載荷識(shí)別問題中的稀疏特性,利用沖擊載荷與響應(yīng)的卷積積分關(guān)系,基于傳遞矩陣,構(gòu)造了沖擊載荷的一般稀疏識(shí)別方程。然后,基于截?cái)嗯ｎD... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

懸臂梁模態(tài)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第34頁約束端的邊界條件用一個(gè)線性彈簧和一個(gè)扭轉(zhuǎn)彈簧來簡(jiǎn)化，如圖 3-23 所示。建模時(shí)設(shè)置結(jié)構(gòu)的材料特性參數(shù)為：彈性模量 E0=2.1×1011，密度 ρ=7.93×103，泊松比 =0.3，線性彈簧剛度 K10=1×105N/m，扭轉(zhuǎn)彈簧剛度 K20=1×106N/m。將整個(gè)梁結(jié)構(gòu)劃分為 16 個(gè)單元，共 17 個(gè)節(jié)點(diǎn)。對(duì)有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析，得到梁結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)振型和有限元模態(tài)振型的對(duì)比如圖 3-24 所示，各階模態(tài)頻率對(duì)比在表 3-6 中進(jìn)行列出。從圖 3-24 中可以看出各階對(duì)應(yīng)的模態(tài)振型基本一致。但從表 3-6 中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試和有限元分析所得的第 2 階模態(tài)頻率的相對(duì)誤差較小，而其他階數(shù)的相對(duì)誤差都大于 9%。這說明有限元計(jì)算的模態(tài)頻率與實(shí)測(cè)頻率有較大的誤差，需要進(jìn)行有限元模型修正。又因第 2 階實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)頻率與有限元模態(tài)頻率間的相對(duì)誤差最小，且為 0.49%。本文選取第 2 階模態(tài)頻率作為有限元模型修正的修正目標(biāo)。

e）第 5 階圖 3-24 結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)振型和有限元模態(tài)振型的對(duì)比3.7.2 靈敏度分析由于該實(shí)驗(yàn)鋼梁的結(jié)構(gòu)尺寸、密度、泊松比是已知的，不確定的量只有彈性模量、線性彈簧剛度和扭轉(zhuǎn)彈簧剛度。只需對(duì)這三個(gè)變量進(jìn)行靈敏度分析。本文分析這三個(gè)變量對(duì)結(jié)構(gòu)第 2 階模態(tài)頻率的影響。首先，只調(diào)整彈性模量的值，令其為初始值的 0.5，0.8，1.2，1.5 和 2 倍，分析其對(duì)結(jié)構(gòu)第 2 階固有頻率的影響，分別得到彈性模量的不同倍數(shù)下第 2 階固有頻率的變化率，如圖 3-25 所示，其中 x 軸的倍數(shù)指初始彈性模量的不同倍數(shù)，y 軸的比值指的是在彈性模量的變化下第 2 階固有頻率變化后的值與初始值的比值。從圖中可以發(fā)現(xiàn)第 2 階固有頻率隨著彈性模量的成倍變化，其值也在呈倍數(shù)變化，即彈性模量對(duì)第 2 階固有頻率的影響很大。然后，分別調(diào)整線性彈簧剛度和扭轉(zhuǎn)彈簧剛度值，使其為各自初始值的 1/100，1/10，10，100 和 1000 倍，分析在不同剛度條件下計(jì)算的第 2 階固有頻率與初始條件下第 2 階固有頻率的比值，圖 3-26 為其變化結(jié)果圖�？梢钥闯雠まD(zhuǎn)彈簧剛度的變化并不影響固有頻率的變化，而線性彈簧剛度變化時(shí)，結(jié)構(gòu)的第 2 階固有頻率有較大變化，其中當(dāng)線性彈簧剛度值到達(dá) 1×1

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于多島遺傳算法的漂浮式風(fēng)力機(jī)TMD參數(shù)優(yōu)化[J]. 周紅杰,丁勤衛(wèi),李春,郝文星,余萬.  動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別的自適應(yīng)延遲逆模型方法[J]. 周盼,蔡龍奇,率志君,李玩幽.  船舶力學(xué). 2017(05)
[3]邊界條件對(duì)比例車體模態(tài)參數(shù)的影響[J]. 史艷民,繆炳榮,李旭娟,楊忠坤,王名月.  機(jī)車電傳動(dòng). 2017(02)
[4]共軛梯度最小二乘迭代正則化算法在沖擊載荷識(shí)別中的應(yīng)用[J]. 盧立勤,喬百杰,張興武,陳雪峰.  振動(dòng)與沖擊. 2016(22)
[5]基于商函數(shù)的動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別最優(yōu)正則化參數(shù)選取方法[J]. 高偉,于開平,林宏.  東北石油大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]基于遺傳算法的動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別優(yōu)化方法[J]. 襲著有,閆云聚,常曉通.  機(jī)械強(qiáng)度. 2015(04)
[7]動(dòng)載荷的識(shí)別方法[J]. 楊智春,賈有.  力學(xué)進(jìn)展. 2015(00)
[8]動(dòng)載荷反演分析技術(shù)研究綜述[J]. 毛玉明,林劍鋒,劉靖華,狄文斌.  動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2014(02)
[9]動(dòng)載荷識(shí)別時(shí)域方法的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 周盼,張權(quán),率志君,李玩幽.  噪聲與振動(dòng)控制. 2014(01)
[10]基于精細(xì)積分的沖擊載荷時(shí)域識(shí)別方法研究[J]. 王靜,陳海波,王靖.  振動(dòng)與沖擊. 2013(20)

博士論文
[1]基于正則化方法的動(dòng)載荷識(shí)別技術(shù)研究及應(yīng)用[D]. 馬超.上海交通大學(xué) 2015
[2]高速列車載荷反演技術(shù)及其運(yùn)用研究[D]. 朱濤.西南交通大學(xué) 2012
[3]動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別的計(jì)算反求技術(shù)研究[D]. 劉杰.湖南大學(xué) 2011
[4]動(dòng)載荷反演問題時(shí)域分析理論方法和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 毛玉明.大連理工大學(xué) 2010
[5]時(shí)域內(nèi)動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別理論及實(shí)施技術(shù)研究[D]. 蔡元奇.武漢大學(xué) 2004
[6]結(jié)構(gòu)隨機(jī)載荷識(shí)別的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郭杏林.大連理工大學(xué) 2003

碩士論文
[1]基于逆虛擬激勵(lì)法的直升機(jī)振動(dòng)載荷識(shí)別研究[D]. 章紅莉.南京航空航天大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3228762