本文選題：實驗模態(tài)分析 + 工作模態(tài)分析　； 參考：《太原理工大學》2013年博士論文

【摘要】：隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術、通信技術等為代表的信息技術廣泛應用于機械工程的各個領域,使得機電產(chǎn)品發(fā)生了重大變化。當然,這些變化也包括為產(chǎn)品的設計提供支撐的機械學科理論與應用技術的發(fā)展。近年來,上述研究取得了一系列重要成果,這些成果在機電產(chǎn)品的創(chuàng)新開發(fā)與設計中發(fā)揮重要作用。根據(jù)系統(tǒng)辨識與結構動力學的基本原理以及相應的試驗技術發(fā)展起來的實驗模態(tài)分析(EMA)與工作模態(tài)分析(OMA)技術取得長足的發(fā)展,從而幫助設計人員根據(jù)辨識模型更好地領悟對象機理,并將這些機理應用于產(chǎn)品設計,有力地促進產(chǎn)品的原創(chuàng)性開發(fā)與設計,并不斷地擴大它的應用領域。 近年來工作模態(tài)分析在機械系統(tǒng)與結構的動態(tài)分析與設計以及運行監(jiān)測與故障診斷等方面獲得廣泛應用,在應用中也暴露出這些方法存在的問題與缺點,必須解決這些問題才能使這種方法得到有效的工業(yè)應用。本文研究適用于大型機械裝備與結構的工作模態(tài)分析以及消除現(xiàn)有工作模態(tài)分析某些缺點的方法。研究的目的是：減少模態(tài)試驗時間；允許最大限度地利用試驗數(shù)據(jù)；減少分析的復雜性,可以較容易地處理數(shù)據(jù)；適用于大型機械結構模態(tài)試驗存在的大量的傳感器、大阻尼、帶噪聲數(shù)據(jù)、短的數(shù)據(jù)記錄等情況；提高模態(tài)參數(shù)估計精度。為了達到上述目的,作者從模態(tài)試驗與模態(tài)參數(shù)估計方法兩方面入手解決工作模態(tài)分析的有關問題,取得了重要成果,并成功應用于大型工業(yè)裝備。 本文回顧了模態(tài)分析的基本理論與方法,包括實驗模態(tài)分析(EMA)、工作模態(tài)分析(OMA)以及有外加輸入的模態(tài)分析方法(OMAX)。在OMAX架構中討論了確定性貢獻的頻響函數(shù)估計和隨機貢獻的正功率譜估計。在此基礎上指出這些方法的局限與缺點,作為展開本文研究的背景。 提出了一種基于循環(huán)倒譜的工作模態(tài)分析方法。該方法解除了輸入信號為白噪聲的假設,提高了模態(tài)參數(shù)的辨識精度。使用循環(huán)平穩(wěn)信號的處理技術來分離響應中由于循環(huán)平穩(wěn)輸入信號引起的成分,非常有效地將多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)降低為單輸入多輸出(SIMO)系統(tǒng),在倒譜域進行曲線擬合,將輸入和傳遞函數(shù)分離開,識別出系統(tǒng)的諧振和反諧振,進而得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。通過鋼梁試驗對該方法進行驗證,并與EMA分析結果進行比較。在這個試驗中,精確估計了諧振頻率和振型,并且通過增加平均次數(shù)來降低估計的不精確性。 為了解決當輸入激勵不是白噪聲時OMA過程中尺度丟失的問題,本文提出一種恢復模態(tài)振型之間的相對比例(尺度)和所有模態(tài)振型的全局比例(尺度)的簡單方法,該方法建立在循環(huán)倒譜的基礎之上。這種方法包括通過響應譜識別諧振與反諧振,并用以有限元模型。然后,通過有限元模型得到等效曲線,從而恢復頻率響應函數(shù)的尺度。 針對大型機械結構常常出現(xiàn)的由于工作或環(huán)境激勵的頻帶較窄,致使工作模態(tài)過程中丟失模態(tài)以及計算速度慢等問題,提出準工作模態(tài)分析方法,即在大結構的部分區(qū)域結合使用可測量激勵力(類似于實驗模態(tài)分析)的外加局部輔助激勵輸入的工作模態(tài)分析方法,并提出了適合于準工作模態(tài)的基于參考的確定性隨機子空間混合辨識算法,提高了模態(tài)辨識的精度和速度。 為驗證基于參考的確定性隨機的準工作模態(tài)分析方法,將其應用于工業(yè)振動篩工作模態(tài)的綜合分析,精確地辨識了振動篩的模態(tài)參數(shù),得到很好的效果,證明了該方法的魯棒性與可靠性。
[Abstract]:With the development of computer technology , network technology , communication technology and so on , the information technology is widely used in various fields of mechanical engineering . These changes also include the development of mechanical subject theory and application technology which support the design of products .

In recent years , the working modal analysis has been widely used in the dynamic analysis and design of mechanical systems and structures , as well as operation monitoring and fault diagnosis .
allowing maximum utilization of test data ;
the complexity of the analysis is reduced and data can be processed more easily ;
It is suitable for large number of sensors , large damping , noisy data and short data records .
In order to achieve the above - mentioned object , the author starts to solve the problem of working modal analysis from two aspects of modal test and modal parameter estimation , and has achieved important results and successfully applied to large - scale industrial equipment .

This paper reviews the basic theories and methods of modal analysis , including the experimental modal analysis ( EMA ) , the working modal analysis ( OMA ) and the modal analysis method ( OMAX ) with external input . In the OMAX architecture , we discuss the estimation of the frequency response function of the deterministic contribution and the positive power spectral estimation of the random contribution . On the basis of this , the limitations and disadvantages of these methods are pointed out as the background of the research .

This paper presents a working modal analysis method based on cyclic cepstrum . The method eliminates the assumption that input signal is white noise and improves the accuracy of modal parameter identification . In this experiment , multi - input multiple - output ( MIMO ) system is reduced to single - input multiple - output ( SIMO ) system . In this experiment , multiple - input multiple - output ( MIMO ) systems are effectively reduced to single - input multiple - output ( SIMO ) systems . In this experiment , the resonance and inverse resonance of the system are identified and compared with EMA analysis results . In this experiment , the resonance frequency and mode are accurately estimated , and the estimation accuracy is reduced by increasing the average number of times .

In order to solve the problem of scale loss in the OMA process when the input excitation is not white noise , this paper proposes a simple method of restoring the relative proportion ( scale ) between modal modes and the global scale ( scale ) of all modes modes . The method is based on the cyclic cepstrum . The method includes identifying the resonance and the inverse resonance by response spectrum , and using the finite element model . Then , the equivalent curve is obtained by the finite element model , so that the scale of the frequency response function is restored .

A quasi - working modal analysis method is proposed for large - scale mechanical structures due to the narrow frequency band excited by operation or environment , which leads to the loss of modes and the slow computation speed in the process of working modes .

In order to validate the quasi - working modal analysis method based on the reference - based deterministic stochastic , the modal parameters of the vibrating screen are accurately identified , the modal parameters of the vibrating screen are accurately identified , and the robustness and reliability of the method are proved .
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH113

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 丁德云;劉維寧;張寶才;孫曉靜;;浮置板軌道的模態(tài)分析[J];鐵道學報;2008年03期

2 杜鵬;;基于ALGOR的直齒圓柱齒輪模態(tài)分析[J];裝備制造技術;2009年08期

3 張鐳;竇廣會;張珂;袁野;滕立波;;CKS6125數(shù)控機床床身的有限元分析與研究[J];機床與液壓;2009年07期

4 田曉麗,陳國光;高速大長徑比火箭彈動態(tài)特性分析[J];華北工學院學報;2001年06期

5 張力,徐明君,孟春玲;汽車復合材料制動缸體的試驗模態(tài)分析[J];機械;2005年10期

6 文漢云;莫易敏;黃繼雄;張偉;;機車輪對加裝扣環(huán)后的模態(tài)分析[J];內(nèi)燃機車;2006年09期

7 張啟貴;;900t高速鐵路架橋機動力特性分析[J];建筑機械;2007年05期

8 王先安;何將三;譚加才;;全自動液壓壓磚機機身結構有限元模態(tài)分析[J];湖南工程學院學報(自然科學版);2007年04期

9 崔中;文桂林;;高速凸輪軸磨床砂輪架的結構分析及改進研究[J];機械設計與研究;2008年01期

10 陳學軍;郭繼明;;基于ANSYS的機庫大門鋼結構模態(tài)分析[J];門窗;2009年09期

相關會議論文 前10條

1 余華俐;許敬方;;基于ANSYS的石油鉆采大鉤模態(tài)分析[A];全國先進制造技術高層論壇暨第七屆制造業(yè)自動化與信息化技術研討會論文集[C];2008年

2 張洪濤;王偉;李海旺;秦冬琪;;長平煤礦鋼結構輸煤棧橋動力檢測及模態(tài)分析[A];第九屆全國現(xiàn)代結構工程學術研討會論文集[C];2009年

3 張文遠;張東;章晉雄;;金沙江溪洛渡水電站泄洪洞事故閘門模態(tài)分析及流激振動試驗研究[A];第三屆全國水力學與水利信息學大會論文集[C];2007年

4 白國良;李紅星;陳愛國;朱佳寧;;某工業(yè)廠房動力特性測試[A];振動利用技術的若干研究與進展——第二屆全國“振動利用工程”學術會議論文集[C];2003年

5 韓維濤;張亞新;;基于ANSYS的組合管式反應塔的模態(tài)分析[A];2005年全國塔器及塔內(nèi)件技術研討會會議論文集[C];2005年

6 李春林;王濤;宗長龍;;高層建筑結構設計中ANSYS的應用[A];第六屆全國現(xiàn)代結構工程學術研討會論文集[C];2006年

7 王得剛;趙春雨;聞邦椿;;基于HyperMesh的車身模態(tài)分析[A];第三屆中國CAE工程分析技術年會論文集[C];2007年

8 郝琪;陳浩東;;天龍商用車駕駛室模態(tài)分析[A];第五屆中國CAE工程分析技術年會論文集[C];2009年

9 任萬勇;羅冠煒;;轉8A貨車轉向架重要承載部件的模態(tài)試驗與分析[A];第八屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

10 孫長城;程建春;;矩形薄板的非線性模態(tài)分析與輻射聲功率的計算[A];2008年全國聲學學術會議論文集[C];2008年

相關重要報紙文章 前10條

1 尚麗娜;《振動結構模態(tài)分析》理論實驗并重[N];中國圖書商報;2001年

2 本報記者 李玉蘭;研究生學位論文“打假”的法律思考[N];光明日報;2009年

3 記者 鐘士盛;論文怎么寫國企來參謀[N];昆明日報;2010年

4 王 冀;讓車輛更靜一些、更舒服一些[N];中國汽車報;2003年

5 晏揚;論文“盲審”作用不可高估[N];市場報;2003年

6 洪蔚;“東方巨龍”防身殺手锏[N];人民日報海外版;2010年

7 付 立;認識內(nèi)在的隨機性[N];學習時報;2005年

8 記者 張曉晶;山東：研究生論文抽檢合格導師才能評優(yōu)[N];新華每日電訊;2009年

9 ;航天CAE技術（九）[N];中國航天報;2006年

10 施定凱 陳彪 本報特約記者 秦軍;嚴把學位論文質量關[N];解放軍報;2009年

相關博士學位論文 前10條

1 姚愛英;機械系統(tǒng)動力學特性的綜合分析及其工程應用[D];太原理工大學;2013年

2 艾納基;汽車排氣消聲系統(tǒng)振動與模態(tài)分析[D];華中科技大學;2011年

3 林賢坤;梁式橋梁有限元模型建立與修正及在狀態(tài)評估中的應用研究[D];南京航空航天大學;2009年

4 秦太龍;基于模態(tài)模型的機械結構損傷檢測與定位[D];太原理工大學;2010年

5 周曉峰;巨型鋼框架結構的靜力、抗震和抗風分析[D];浙江大學;2001年

6 蔣玉齊;高量程MEMS加速度計封裝研究[D];中國科學院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術研究所）;2004年

7 趙亞平;鋼筋混凝土梁損傷診斷的振動模態(tài)分析方法[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2005年

8 劉寧;系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)辨識的連續(xù)小波方法研究[D];天津大學;2005年

9 肖永山;片式電子元件貼裝設備動力學性能研究[D];中南大學;2008年

10 賴一楠;XX衛(wèi)星熱控百葉窗系統(tǒng)設計及虛擬樣機協(xié)同仿真[D];哈爾濱理工大學;2006年

相關碩士學位論文 前10條

1 李德水;小型柴油機軸系模態(tài)分析及仿真計算研究[D];西南交通大學;2010年

2 吳琦;支架設備結構模態(tài)實驗及計算分析評價[D];大連理工大學;2008年

3 崔擁軍;基于循環(huán)平穩(wěn)與倒譜的工作模態(tài)分析研究[D];太原理工大學;2013年

4 吳壇輝;基于免疫粒子群優(yōu)化算法的結構動力模型修正[D];南京理工大學;2009年

5 牛天蘭;鐵路客車車體“虛擬模態(tài)試驗”技術研究[D];大連交通大學;2007年

6 敖世奇;基于模態(tài)分析的激光板厚測量儀移動框架結構優(yōu)化研究[D];中南大學;2005年

7 郭麗敏;TA-80往復式壓縮機的結構動態(tài)特性分析[D];北京化工大學;2008年

8 張旭;環(huán)境振動模態(tài)分析法在道路橋梁檢測中的應用研究[D];蘭州交通大學;2008年

9 張亮;立式電解加工機床關鍵部件有限元分析與優(yōu)化[D];合肥工業(yè)大學;2009年

10 周明星;自動售票機整機結構的有限元分析與優(yōu)化設計[D];南京理工大學;2009年

，

本文編號：1978169