基于机构位移模态子矩阵法的铰接杆系机构奇异与运动分岔分析

1

作者 袁行飞 周练 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1074-1081,共8页

提出通过追踪机构位移模态子矩阵行满秩与否来判断机构运动分岔点的新方法——机构位移模态子矩阵法.该方法将铰接杆系机构的自由节点分为驱动节点和从动节点,对应描述机构构型的变量分别为控制变量和状态变量.建立铰接杆系机构平衡矩阵... 提出通过追踪机构位移模态子矩阵行满秩与否来判断机构运动分岔点的新方法——机构位移模态子矩阵法.该方法将铰接杆系机构的自由节点分为驱动节点和从动节点,对应描述机构构型的变量分别为控制变量和状态变量.建立铰接杆系机构平衡矩阵,由奇异值分解得到整体机构位移模态,定义驱动节点对应的机构位移模态矩阵和从动节点对应的机构位移模态矩阵为机构位移模态子矩阵,当机构位移模态子矩阵出现非行满秩现象时,驱动节点或从动节点获得自由度,机构运动发生奇异.通过单自由度和两自由度机构算例分析证明了此方法的正确性与有效性. 展开更多

关键词 铰接杆系机构 运动分岔 奇异 机构位移模态 机构位移模态子矩阵法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于机构位移模态的受荷可展结构平衡状态找形方法

2

作者 陆金钰 舒赣平 李娜 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期616-621,共6页

基于欠约束机构和过约束机构的共性,提出了一种运用内部机构位移分析受荷可展结构平衡状态的找形方法.通过建立体系的势能函数,利用最速下降原理,推导了机构位移模态的组合系数,以确定荷载作用下可展结构的运动方向.机构位移模态可由可... 基于欠约束机构和过约束机构的共性,提出了一种运用内部机构位移分析受荷可展结构平衡状态的找形方法.通过建立体系的势能函数,利用最速下降原理,推导了机构位移模态的组合系数,以确定荷载作用下可展结构的运动方向.机构位移模态可由可展结构的平衡矩阵经奇异值分解求得.给出了非线性找形算法的详细流程,并推导了平衡状态判定公式.最后,以空间铰接杆系机构与径向可开启结构为数值算例,实现了找形过程的运动模拟及平衡状态的确定,并探讨了可开启结构在不同荷载模式下的展开率.研究表明,基于机构位移模态的找形算法具有很好的准确性及稳定性. 展开更多

关键词 可展结构 机构位移模态 找形分析 荷载模式 平衡矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

正方形组合可展机构的位移模态和路径跟踪研究

3

作者 李剑锋 王三民 +1 位作者 彭麒安 李飞 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1200-1208,共9页

可展机构的运动路径不仅可以掌握机构是否按预期规律运动,而且为其运动控制提供理论支撑。为了精确研究正方形组合机构的运动学特性,首先基于螺旋理论和图论分析了正方形组合可展机构的可动性,然后在此基础上,推导了正方形组合可展机构... 可展机构的运动路径不仅可以掌握机构是否按预期规律运动,而且为其运动控制提供理论支撑。为了精确研究正方形组合机构的运动学特性,首先基于螺旋理论和图论分析了正方形组合可展机构的可动性,然后在此基础上,推导了正方形组合可展机构的平衡矩阵,将其进行奇异值分解,得到了正方形组合可展机构的位移模态。其次通过位移模态的迭代,建立了正方形组合可展机构的路径跟踪方法。最后借助算例分析,确定了正方形组合可展机构的分岔点位置,分析了分岔点位置的变化规律以及它和平衡矩阵奇异值的正相关性,发现增加额外约束和规划合理路径可以避免出现分岔现象,为正方形组合可展机构的构型设计和参数优化提供了必要的参考数据。 展开更多

关键词 正方形组合可展结构 螺旋理论 可动性 平衡矩阵 位移模态 路径跟踪 运动学 奇异值分解 分岔

在线阅读 下载PDF 职称材料

通过应变阵列测量位移模态与曲率模态

4

作者 黄仕卓 毛崎波 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第2期5-8,13,共5页

针对模态试验中使用加速度计时附加质量大、不易安装且对于结构曲率变化不敏感等问题,提出使用应变阵列测量位移模态与曲率模态。以悬臂梁为例,通过改变应变阵列的布置方法测量梁的位移和曲率模态,并与使用加速度计的模态分析结果进行... 针对模态试验中使用加速度计时附加质量大、不易安装且对于结构曲率变化不敏感等问题,提出使用应变阵列测量位移模态与曲率模态。以悬臂梁为例,通过改变应变阵列的布置方法测量梁的位移和曲率模态,并与使用加速度计的模态分析结果进行对比。实验结果表明:通过改变应变阵列布置方法,可有针对性地提取结构的位移模态与曲率模态,且模态识别效果较好。与使用加速度计相比,应变阵列的主要优点在于其附加质量小,易于安装且能适用于复杂结构,成本低廉。 展开更多

关键词 应变阵列 实验模态分析 曲率模态 位移模态 模态参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

大悬挑屋盖脉动风模态力谱与位移谱 被引量：2

5

作者 黄本才 齐辉 陈勇 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期622-626,共5页

以风洞实验的脉动风压实测记录为基础 ,运用模态分析法研究了越南国家体育场大悬挑屋盖脉动风的模态力谱、模态位移自谱和互谱 ,互谱包括实部和虚部 ,分析了它们的特性和规律性 ,为屋盖模态位移、多模态和交叉项几何动位移影响的研究提... 以风洞实验的脉动风压实测记录为基础 ,运用模态分析法研究了越南国家体育场大悬挑屋盖脉动风的模态力谱、模态位移自谱和互谱 ,互谱包括实部和虚部 ,分析了它们的特性和规律性 ,为屋盖模态位移、多模态和交叉项几何动位移影响的研究提供了必要的基础 ,也为在频域内进一步研究和提出抗风实用分析方法提供参考 . 展开更多

关键词 大悬挑屋盖 模态力谱 模态位移谱

在线阅读 下载PDF 职称材料

用应变模态技术诊断梁结构的损伤 被引量：22

6

作者 顾培英 陈厚群 +1 位作者 李同春 邓昌 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2005年第4期50-53,共4页

重点研究损伤对应变模态影响规律及其灵敏程度。根据计算结果,损伤处附近发生突变,损伤30%时突变区为梁长的12.5%。应变模态对非节点损伤非常敏感,应变模态也有明显改变,尤其是跨中损伤第1阶、四分之一跨损伤第3和第2阶。跨中损伤时,1... 重点研究损伤对应变模态影响规律及其灵敏程度。根据计算结果,损伤处附近发生突变,损伤30%时突变区为梁长的12.5%。应变模态对非节点损伤非常敏感,应变模态也有明显改变,尤其是跨中损伤第1阶、四分之一跨损伤第3和第2阶。跨中损伤时,1阶应变模态除突变区外大多数应变几乎呈均匀下降趋势。四分之一跨损伤30%时,3阶应变模态第1峰值区及2阶模态第1、第2峰值区应变振型值下降至58.6%、71.9%及84.2%。所以,可利用应变模态的敏感性确定损伤位置和程度。 展开更多

关键词 损伤诊断 模态分析 位移模态 应变模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

应变模态试验技术在渡槽结构损伤诊断中的应用 被引量：8

7

作者 顾培英 陈厚群 +1 位作者 李同春 邓昌 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期422-425,共4页

通过简支渡槽模型试验,研究结构损伤程度与应变模态之间的关系,并根据模态节线损伤时应变模态形状不变的特点,重点分析纵轴线纵向非节线(即1阶、4阶、6阶应变模态)损伤下的应变模态变化规律.结果表明:应变模态损伤突变区范围随损伤量的... 通过简支渡槽模型试验,研究结构损伤程度与应变模态之间的关系,并根据模态节线损伤时应变模态形状不变的特点,重点分析纵轴线纵向非节线(即1阶、4阶、6阶应变模态)损伤下的应变模态变化规律.结果表明:应变模态损伤突变区范围随损伤量的增加而增大,且低阶模态影响范围大于高阶模态影响范围;1阶应变模态对底板跨中损伤最为敏感,突变区外的大多数应变也都出现下降现象;可根据低阶应变模态的敏感性确定损伤位置和程度. 展开更多

关键词 渡槽 结构损伤 诊断 位移模态 应变模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于应变模态的结构损伤定位方法 被引量：19

8

作者 李军 于德栋 白会人 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2007年第1期104-109,共6页

针对简支梁的单一位置及其多位置损伤,利用结构有限元分析软件计算得到简支梁的位移模态,再通过应变和位移之间具有一阶导数的关系,对简支梁进行了应变模态分析。结果表明,应变模态对损伤比较敏感而位移模态对损伤不够敏感;当损伤发生... 针对简支梁的单一位置及其多位置损伤,利用结构有限元分析软件计算得到简支梁的位移模态,再通过应变和位移之间具有一阶导数的关系,对简支梁进行了应变模态分析。结果表明,应变模态对损伤比较敏感而位移模态对损伤不够敏感;当损伤发生在应变模态的节点处时,损伤不易被识别,但是可以结合多阶应变模态进行损伤识别。最后对应变模态法的工程实用性进行了评价。 展开更多

关键词 简支梁 位移模态 应变模态 损伤识别

在线阅读 下载PDF 职称材料

模态理论的进展 被引量：43

9

作者 陆秋海 李德葆 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1996年第4期464-472,共9页

传统模态理论的基本思想，近年来得到进一步发展和完善，并被引伸到非线性结构振动分析、应力应变振动分析等领域中，发展迅速．本文在总结近年来国内外文献的基础上，根据笔者自己的研究，较系统地介绍了线性位移实模态、复模态分析，... 传统模态理论的基本思想，近年来得到进一步发展和完善，并被引伸到非线性结构振动分析、应力应变振动分析等领域中，发展迅速．本文在总结近年来国内外文献的基础上，根据笔者自己的研究，较系统地介绍了线性位移实模态、复模态分析，广义模态分析，非线性结构系统模态分析，应力应变场模态分析等方面的研究情况． 展开更多

关键词 模态分析 位移模态 应力应变模态 非线性 振动

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于实验模态的结构应变模态分析 被引量：16

10

作者 王文静 刘志明 缪龙秀 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 2000年第4期20-23,28,共5页

从位移模态出发详细推导了应变模态的表达式 ;以悬臂梁模型为例 ,进行了位移模态与应变模态实验分析 ,并与有限元计算结果进行比较 ,验证了三者识别的模态参数基本一致 ,而且应变模态分析方法可以确定结构应变最大点和共振疲劳危险点 .

关键词 应变模态 位移模态 悬臂梁 结构力学 振动 机车

在线阅读 下载PDF 职称材料

简支梁损伤的模态曲率差值试验分析 被引量：3

11

作者 狄生奎 花尉攀 +1 位作者 汲生伟 张晋文 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第6期102-106,共5页

在模态曲率差理论的基础上,运用采集和实时分析软件DASP得到结构位移模态分析数据,分析不同损伤状况下简支梁结构的模态曲率差曲线及损伤前后结构的固有频率.试验结果表明:模态曲率差指标能很好地识别出单个单元损伤和多个单元的损伤位... 在模态曲率差理论的基础上,运用采集和实时分析软件DASP得到结构位移模态分析数据,分析不同损伤状况下简支梁结构的模态曲率差曲线及损伤前后结构的固有频率.试验结果表明:模态曲率差指标能很好地识别出单个单元损伤和多个单元的损伤位置;单点或多点损伤的一阶模态曲率差值曲线的识别效果较为准确,损伤程度与曲线峰值的大小能够相对应,一阶模态曲率差曲线对损伤位置敏感性较强;该方法的进一步完善使得对大型结构进行无损检测成为可能. 展开更多

关键词 模态曲率差 简支梁 位移模态 损伤识别 固有频率 模态分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于混合模态数据融合的模型修正损伤识别方法 被引量：4

12

作者 王小娟 陈峰 +2 位作者 周宏元 王利辉 倪萍禾 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第5期83-95,共13页

相较于仅使用单类测量数据,多类传感器测量数据融合应用于损伤识别能获得更好的识别结果。为充分利用加速度及应变测量数据并将其用于损伤识别,首先依据位移模态与应变模态的关系,推导了基于2种模态的混合模态计算方式,并提出了一种基... 相较于仅使用单类测量数据,多类传感器测量数据融合应用于损伤识别能获得更好的识别结果。为充分利用加速度及应变测量数据并将其用于损伤识别,首先依据位移模态与应变模态的关系,推导了基于2种模态的混合模态计算方式,并提出了一种基于混合模态的损伤识别方法。该方法利用混合模态频率与振型构建目标函数,结合3种优化算法,即梯度算法、遗传算法和粒子群优化算法分别进行结构损伤识别。根据简支梁与二维框架2个数值算例在不同传感器数量工况下的模拟结果讨论混合模态对识别结果的改进。结果表明:方法具有很好的噪声鲁棒性,且混合模态识别效果较传统方法有明显提高。 展开更多

关键词 结构健康监测 损伤识别 位移模态 应变模态 混合模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

悬挑屋盖多模态和交叉项对风激动力响应影响 被引量：8

13

作者 黄本才 齐辉 陈勇 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期722-726,共5页

在已进行的悬挑屋盖脉动风模态位移自谱和互谱研究的基础上 ,重点分析了越南国家体育场屋盖前 10阶脉动风模态位移自谱响应、背景和共振风响应 ;研究多个模态特别是模态交叉项对风激动位移响应的影响 。

关键词 大悬挑屋盖 模态位移响应 多模态 模态交叉项

在线阅读 下载PDF 职称材料

单层网壳结构风振响应的模态耦合效应分析 被引量：10

14

作者 张建胜 武岳 沈世钊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期39-42,共4页

基于网壳结构频谱分布密集、空间相关性强的自身特性,其风致动力响应不仅要考虑多阶模态的贡献,通常还要考虑模态耦合效应。因此,对网壳结构风振响应的模态耦合效应进行研究很有必要。根据模态广义位移协方差矩阵的特性,对K iew itt6-6... 基于网壳结构频谱分布密集、空间相关性强的自身特性,其风致动力响应不仅要考虑多阶模态的贡献,通常还要考虑模态耦合效应。因此,对网壳结构风振响应的模态耦合效应进行研究很有必要。根据模态广义位移协方差矩阵的特性,对K iew itt6-6型单层球面网壳和三向网格单层柱面网壳结构的模态耦合效应进行了系统的参数分析,在此基础上,给出了网壳结构风振响应的模态耦合效应程度判据。 展开更多

关键词 网壳结构 风致动力响应 模态耦合 模态广义位移协方差矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于高斯曲率模态相关系数的梁桥支座损伤识别研究 被引量：9

15

作者 梁栋 张聪正 +2 位作者 刘菁 陈磊 陈红霞 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2020年第2期23-32,共10页

为方便地检测梁桥支座损伤,提出了利用运营桥梁实测模态位移结合其无损状态的模态位移判断支座损伤的高斯曲率模态相关系数法。通过简支梁桥的室内试验,验证了利用高斯曲率模态相关系数判定支座损伤的合理性以及该方法中无损状态下的模... 为方便地检测梁桥支座损伤,提出了利用运营桥梁实测模态位移结合其无损状态的模态位移判断支座损伤的高斯曲率模态相关系数法。通过简支梁桥的室内试验,验证了利用高斯曲率模态相关系数判定支座损伤的合理性以及该方法中无损状态下的模态位移可以通过模态试验和有限元模拟两种方法获得。利用该方法对实际简支梁桥和连续梁桥进行的支座损伤识别结果表明:高斯曲率模态相关系数法可准确识别出单支座和多支座损伤的支座损伤位置,具有较强的鲁棒性,可将此方法应用于实际工程中的支座损伤识别。 展开更多

关键词 梁桥 高斯曲率模态相关系数 支座损伤识别 模态位移

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用振动响应的多种结构损伤识别方法比较 被引量：18

16

作者 缪炳荣 杨树旺 +3 位作者 王名月 蒋钏应 彭齐明 雒耀祥 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期724-733,共10页

利用梁结构的不同模态参数(位移模态、转角模态、曲率模态)开展了梁结构裂纹萌生阶段的小尺度损伤识别方法的研究。首先,通过振动响应计算两跨简支梁的位移模态、转角模态以及曲率模态。其次,结合连续小波变换多分辨率和奇异性分析特性... 利用梁结构的不同模态参数(位移模态、转角模态、曲率模态)开展了梁结构裂纹萌生阶段的小尺度损伤识别方法的研究。首先,通过振动响应计算两跨简支梁的位移模态、转角模态以及曲率模态。其次,结合连续小波变换多分辨率和奇异性分析特性,计算3种模态参数变换后的小波系数,以辨识结构模态参数的奇异性。再次,通过对数值仿真数据加入不同程度随机噪声的方法来对比分析各方法对于结构损伤的识别效果。最后,通过实验测试数据分析各模态参数的损伤识别方法对于实际结构损伤识别的效果。结果表明,基于3种不同模态参数的损伤识别方法均能对小尺度的结构损伤进行定位,但各方法的抗噪性能不同,转角模态的抗噪性能最好,而位移模态次之,曲率模态较差。实验结果显示利用转角模态参数的损伤识别效果较好,而根据位移模态与曲率模态参数的识别效果相近,但曲率模态参数方法在较小损伤处的识别结果更容易被干扰。这为在工程实际中根据环境及振动响应特点进行损伤识别参数的选取提供了一定参考。 展开更多

关键词 损伤识别 小波方法 位移模态 转角模态 曲率模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于小波变换与Lipschitz指数的桥梁损伤识别研究 被引量：15

17

作者 余竹 夏禾 +1 位作者 殷永高 孙敦华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期65-69,84,共6页

针对连续小波变换与Lipschitz指数在识别信号奇异性上的优越性,以裂缝模拟桥梁损伤,提出基于小波变换与Lipschitz指数的损伤识别方法。对损伤结构位移模态进行小波变换,用小波系数灰度图及模极大值轨迹图进行损伤定位,并用Lipschitz指... 针对连续小波变换与Lipschitz指数在识别信号奇异性上的优越性,以裂缝模拟桥梁损伤,提出基于小波变换与Lipschitz指数的损伤识别方法。对损伤结构位移模态进行小波变换,用小波系数灰度图及模极大值轨迹图进行损伤定位,并用Lipschitz指数评价损伤程度。理论推导裂缝梁的Lipschitz指数范围,并数值计算验证该方法识别结构裂缝损伤的有效性。考察Euler梁及Timoshenko梁、不同程度损伤、多位置损伤、稀疏测点布置及噪声测试等多种因素对损伤识别效果影响。 展开更多

关键词 小波变换 Lipschitz指数 奇异性 损伤识别 位移模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于求解运动路径的几何非线性力法的结构屈曲分析 被引量：4

18

作者 袁行飞 周练 李阿龙 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期82-89,共8页

结构的屈曲过程实质是一机构运动过程。结构屈曲分析时应注重结构体系的几何拓扑对其稳定性的影响,并应综合考虑结构体系的机构位移。在阐述结构平衡路径中荷载-位移曲线本质基础上,综合考虑机构位移模态,将结构与机构相统一,提出不断... 结构的屈曲过程实质是一机构运动过程。结构屈曲分析时应注重结构体系的几何拓扑对其稳定性的影响,并应综合考虑结构体系的机构位移。在阐述结构平衡路径中荷载-位移曲线本质基础上,综合考虑机构位移模态,将结构与机构相统一,提出不断对结构施加扰动以跟踪结构屈曲路径全过程的新方法——"求解运动路径的几何非线性力法"(GNFM-KP),并研究结构屈曲过程中线弹性刚度、几何刚度、切线刚度的变化趋势及其相互关系。通过空间24杆星型桁架穹顶算例验证本方法在结构屈曲路径跟踪研究中的有效性和准确性。 展开更多

关键词 运动路径 几何非线性力法 机构位移模态 屈曲路径

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于岭估计和L曲线的损伤识别技术研究 被引量：6

19

作者 郭惠勇 罗乐 +1 位作者 盛懋 李正良 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期200-204,共5页

为了解决结构损伤方程求解的可靠性问题,提出了基于岭估计和L曲线的损伤方程求解方法。首先描述了基于模态应变能灵敏度的结构损伤方程,然后考虑测量噪声等因素易造成病态的损伤方程问题,提出了采用岭估计求解结构的损伤方程,并利用L曲... 为了解决结构损伤方程求解的可靠性问题,提出了基于岭估计和L曲线的损伤方程求解方法。首先描述了基于模态应变能灵敏度的结构损伤方程,然后考虑测量噪声等因素易造成病态的损伤方程问题,提出了采用岭估计求解结构的损伤方程,并利用L曲线确定最优的岭参数,最后建立了损伤估计值的修正方法。数值仿真结果表明,基于修正的岭估计和L曲线方法可以较为精确地识别出损伤的位置和程度,而且其定量识别结果明显好于基本的岭估计和L曲线方法以及一般的截断奇异值分解法。 展开更多

关键词 损伤识别 损伤方程 岭估计 L曲线 位移模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用原点导纳检测混凝土构件损伤 被引量：2

20

作者 张东利 李霆 孙锡龙 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 2004年第1期33-36,共4页

为了识别混凝土构件损伤的存在、损伤位置及损伤程度 ,利用 Matlab软件编制混凝土梁的有限元振动计算程序 ,对混凝土悬臂梁在发生损伤前后的位移模态及应变模态下的原点导纳进行了仿真计算 ,并将计算结果进行了分析对比。结果表明 ,位... 为了识别混凝土构件损伤的存在、损伤位置及损伤程度 ,利用 Matlab软件编制混凝土梁的有限元振动计算程序 ,对混凝土悬臂梁在发生损伤前后的位移模态及应变模态下的原点导纳进行了仿真计算 ,并将计算结果进行了分析对比。结果表明 ,位移原点导纳和应变原点导纳均可用于混凝土构件的损伤探测 ,用以确定混凝土悬臂梁损伤的存在、定位损伤 ,并可确定损伤程度 ,应变原点导纳较位移原点导纳对损伤更敏感。 展开更多

关键词 原点导纳法 振动检测 混凝土构件 结构损伤 频率响应函数 位移模态

在线阅读 下载PDF 职称材料