【摘要】：連接結(jié)構(gòu)物理參數(shù)的辨識研究是隸屬于結(jié)構(gòu)動力學(xué)邊界效應(yīng)預(yù)計的問題,是結(jié)構(gòu)動力學(xué)中最富有挑戰(zhàn)性的研究課題之一。結(jié)構(gòu)振動分析中,有時需要識別結(jié)構(gòu)某些部件或部位上的物理參數(shù)。一般情況下,對于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的各單獨部件,建立精確的有限元模型已不存在很大困難。但對于各部件之間界面的連接剛度、阻尼等參數(shù),理論建模和直接測量都很困難,導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)難以得到滿足工程設(shè)計需要的動力學(xué)分析結(jié)果。因此,利用試驗數(shù)據(jù)修改或識別界面或邊界物理參數(shù)的方法受到普遍重視,成為近二十年來振動工程界十分關(guān)心的課題之一。 對于工程中的一大類結(jié)構(gòu),如桁架、框架結(jié)構(gòu)、管道系統(tǒng)等等,盡管整個結(jié)構(gòu)的構(gòu)型可能非常復(fù)雜,但每個單元都很簡單,其模型一般都可精確建立。為充分利用這個優(yōu)點,在這類結(jié)構(gòu)的振動分析和控制中逐漸發(fā)展起來一種波動方法,即從波傳播的觀點來分析結(jié)構(gòu)的振動。由于波在波導(dǎo)單元上傳播時具有局部性,波動分析具有簡潔性和系統(tǒng)性,近年來逐漸成為結(jié)構(gòu)振動分析與振動控制工程中的研究熱點。本文即從波動觀點出發(fā),首次提出并系統(tǒng)的建立了連接結(jié)構(gòu)物理參數(shù)辨識的波幅方法、波譜方法以及特征方程反解法,并通過數(shù)值仿真和實驗驗證了所提方法的有效性。 在波幅方法中,通過波分解理論提取振動波的特征,建立起各個波導(dǎo)單元的波模式,由連接部件處的廣義力和位移與波模式幅值系數(shù)的關(guān)系,建立起連接部件的動剛度與波模式幅值系數(shù)的映射關(guān)系。同時對傳感器的布置也進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)混合式傳感器陣列要比單一傳感器陣列的矩陣條件數(shù)小,以及傳感器陣列坐標(biāo)原點的不同選擇對矩陣條件數(shù)也有影響。在波譜方法中,推導(dǎo)了波譜與功率譜之間的關(guān)系,建立了波譜與待識別連接結(jié)構(gòu)參數(shù)的函數(shù)映射關(guān)系,由此通過功率譜識別得到單元的波譜,進(jìn)而可得到連接結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)。由于波譜方法中利用的是結(jié)構(gòu)振動的功率譜,因此是一種在線參數(shù)辨識方法。為了驗證波幅方法、波譜方法在連接結(jié)構(gòu)參數(shù)辨識中的可行性和有效性,分別對梁結(jié)構(gòu)以及管道系統(tǒng)的連接部件物理參數(shù)識別進(jìn)行了仿真計算。最后在實驗中通過測量不同彈性支撐下的懸臂梁結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù),采用本文提出的三種不同識別方法分別辨識結(jié)構(gòu)的物 西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 理參數(shù),驗證了各種方法的可行性和有效性。仿真計算以及實驗結(jié)果均表明,本 文提出的方法具有較高的識別精度以及良好的數(shù)值穩(wěn)定性。 關(guān)鍵詞:參數(shù)辨識:連接結(jié)構(gòu):邊界條件;波動方法;頻響函數(shù);功率譜:波幅 方‘法;波譜方法
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TH113
【圖文】：

()a實驗裝置及激振器、傳感器

由于加工工藝以及材料等因素，對于懸臂梁右端的彈性支撐，四根彈簧的剛度不一定相等。這里假定彈簧剛度相同，其值為四根彈簧的平均剛度。圖6一2()a實驗裝置及激振器、傳感器圖6一2(b)LMS數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)

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本文編號：2747394