基于修正模态应变能法的硬涂层薄板阻尼性能预估 被引量：4

1

作者 孙伟 郝春磊 +1 位作者 张洪浩 潘德君 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期551-554,共4页

在考虑硬涂层材料的小阻尼特点以及经典模态应变能法计算误差的前提下,提出了一种适用于硬涂层复合结构阻尼性能预估的新方法.推导了修正模态应变能法的原理性公式.以一个涂敷Mg-Al硬涂层的悬臂薄板为例进行了实例研究,并讨论了硬涂层... 在考虑硬涂层材料的小阻尼特点以及经典模态应变能法计算误差的前提下,提出了一种适用于硬涂层复合结构阻尼性能预估的新方法.推导了修正模态应变能法的原理性公式.以一个涂敷Mg-Al硬涂层的悬臂薄板为例进行了实例研究,并讨论了硬涂层材料参数、涂层厚度对结构系统阻尼性能的影响.结果发现增大硬涂层的杨氏模量、损耗因子及厚度均可提高复合结构的阻尼性能.相关研究成果可为硬涂层材料制备及阻尼减振设计提供参考. 展开更多

关键词 修正模态应变能法 硬涂层 薄板结构 阻尼性能 预估

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基于自然激励技术和FT时移特性的模态阻尼比识别方法 被引量：3

2

作者 韩建平 张鸿宇 安鹏强 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2020年第3期19-26,共8页

基于环境激励下结构动力响应信号分析与处理识别结构的模态参数,是结构健康监测和损伤诊断的一个重要环节,目前为止,要得到较为可靠的识别结果仍有一定困难,尤其是模态阻尼比。基于自然激励技术和傅里叶变换的时移特性,提出了一种新的... 基于环境激励下结构动力响应信号分析与处理识别结构的模态参数,是结构健康监测和损伤诊断的一个重要环节,目前为止,要得到较为可靠的识别结果仍有一定困难,尤其是模态阻尼比。基于自然激励技术和傅里叶变换的时移特性,提出了一种新的结构模态阻尼比估算方法,通过理论推导和仿真算例验证了该方法的可行性,进而利用一刚构-连续组合梁桥在环境激励下的动力测试数据,通过该方法对其阻尼比进行了识别,并将识别结果与数据驱动随机子空间法的识别结果进行了对比。结果表明:提出的方法可以减轻噪声影响,得到可接受的识别结果,可为大型工程结构阻尼比的识别提供一个方便和有效的途径。 展开更多

关键词 模态阻尼比 刚构-连续组合梁桥 自然激励技术 傅里叶变换 随机子空间法

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基于应变模态差分原理的直接定位损伤指标法 被引量：16

3

作者 顾培英 陈厚群 +1 位作者 李同春 邓昌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期13-17,共5页

目前应变类损伤指标大多数只能利用损伤前后的模态参数进行损伤定位,但要得到损伤前的模态数据非常困难,难以在土木工程中推广应用。为此提出了无健康标准下基于损伤应变模态差分原理的直接定位损伤指标法ISMSD(Strain Mode Shape D iff... 目前应变类损伤指标大多数只能利用损伤前后的模态参数进行损伤定位,但要得到损伤前的模态数据非常困难,难以在土木工程中推广应用。为此提出了无健康标准下基于损伤应变模态差分原理的直接定位损伤指标法ISMSD(Strain Mode Shape D ifference),只需利用损伤后应变模态数据即能定位损伤。推导了损伤应变模态等间距和不等间距差分格式。在综合考虑相邻两有效极值点间有效距离比、有效极值之差绝对值、有效极值绝对最大值的基础上,建立了直接定位损伤指标数学模型。根据理论推导和数值仿真统计分析,提出损伤位置判定准则:若某点的每阶指标值均最大,则该点有损伤;若某点的某阶或多阶指标值越大,则该点损伤可能性越大;对于某阶节点损伤,则可通过其余阶的指标值定位损伤。该指标能正确地判定损伤位置,尤其是损伤量较小情况。 展开更多

关键词 应变模态 损伤识别 差分 损伤定位 直接指标法

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基于解析模态分解法的桥梁动态应变监测数据温度影响的分离 被引量：17

4

作者 李苗 任伟新 +1 位作者 胡异丁 王宁波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第21期6-10,29,共6页

对于大跨度桥梁结构,温度荷载会对结构应变产生显著影响。为得到桥梁在动荷载下的真实应变,对其运营状况做出正确评估,有必要将温度变化对应变的影响从结构应变中剔除。对比分析了悬索桥钢桁架跨中上弦杆的温度应变片和工作应变片数据... 对于大跨度桥梁结构,温度荷载会对结构应变产生显著影响。为得到桥梁在动荷载下的真实应变,对其运营状况做出正确评估,有必要将温度变化对应变的影响从结构应变中剔除。对比分析了悬索桥钢桁架跨中上弦杆的温度应变片和工作应变片数据的功率谱密度,得到应变片输出信号在各频段的能量分布特征,确定了工作应变片数据中温度应变信息和动荷载应变信息的分界频率;采用解析模态分解法,根据分界频率将工作片原始应变时程分离为慢变成分和快变成分两部分。结果表明,由温度变化产生的应变时程波动(慢变成分)得到有效分离,该方法不仅能去除温度变化引起的应变片自身的应变,同时温度应力引起的应变亦得到有效剔除;通过雨流计数法对提取出的快变成分进行检验分析。结果表明,快变成分较好地保留了桥梁动荷载产生的应变信息,具有较高的工程利用价值。 展开更多

关键词 悬索桥 健康监测 解析模态分解法 温度变化 应变 信号分离

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基于工作应变模态损伤识别方法的试验研究 被引量：16

5

作者 顾培英 邓昌 汤雷 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期175-178,共4页

介绍了笔者近几年提出的工作应变模态频域识别方法、基于损伤应变模态差分原理的损伤位置直接指标法、基于局域应变模态面积的损伤程度直接指标法。为了验证所提方法,开展了悬臂梁多损伤物理模型试验及数值仿真计算分析,结果表明,利用... 介绍了笔者近几年提出的工作应变模态频域识别方法、基于损伤应变模态差分原理的损伤位置直接指标法、基于局域应变模态面积的损伤程度直接指标法。为了验证所提方法,开展了悬臂梁多损伤物理模型试验及数值仿真计算分析,结果表明,利用该方法识别出的工作应变模态与锤击激励下的应变模态形状相似。初步验证并完善了损伤位置、损伤程度直接指标法。位于损伤处的损伤位置直接指标值远大于非损伤处指标值,识别出的损伤位置与实际损伤位置一致;同一损伤量下的损伤程度指标值变化不大,与损伤位置、模态阶数、是否归一化无关;对于多损伤结构,只要损伤间距大于影响区范围,损伤位置、损伤程度即可按单损伤方法确定。 展开更多

关键词 环境激励 工作应变模态 损伤识别 直接指标法

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基于模态应变能的结构损伤检测方法研究 被引量：21

6

作者 袁明 贺国京 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期92-94,共3页

针对单元模态应变能法诊断结构损伤时需要完备模态的缺点 ,本文提出仅用部分低阶模态确定结构损伤位置和程度的方法。通过考虑高阶模态的近似贡献 ,能够得到较满意的诊断精度 ,具有实际应用价值。

关键词 结构振动 模态法 模态应变能 损伤诊断

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结构应变模态识别的随机子空间方法 被引量：11

7

作者 彭细荣 路新瀛 陈肇元 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期4-6,共3页

利用应变位移关系,建立了以应变及应变率为状态变量表示的系统随机状态空间模型,在此基础上,比拟实验位移模态分析的随机子空间方法,建立了实验应变模态分析的随机子空间方法。数值仿真表明此算法可以准确辨识结构应变模态。由于此方法... 利用应变位移关系,建立了以应变及应变率为状态变量表示的系统随机状态空间模型,在此基础上,比拟实验位移模态分析的随机子空间方法,建立了实验应变模态分析的随机子空间方法。数值仿真表明此算法可以准确辨识结构应变模态。由于此方法仅需要结构输出量,可应用于环境激励下结构应变模态参数识别。 展开更多

关键词 应变模态 随机子空间法 参数辨识

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粘弹结构模态损耗因子分析的修正模态应变能法 被引量：3

8

作者 孙宝 孙大刚 +2 位作者 李占龙 燕碧娟 王军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期155-164,共10页

为了研究粘弹结构的阻尼特性,采用传统变形能理论建立了粘弹结构结构损耗因子的计算模型,并对相关阻尼参数进行了优化分析;通过研究传统模态应变能法与已有3种改进方法的原理及其相互关系,提出了一种新的修正模态应变能方法,新方法中修... 为了研究粘弹结构的阻尼特性,采用传统变形能理论建立了粘弹结构结构损耗因子的计算模型,并对相关阻尼参数进行了优化分析;通过研究传统模态应变能法与已有3种改进方法的原理及其相互关系,提出了一种新的修正模态应变能方法,新方法中修正因子随不同阶次模态损耗因子的幅值而变化。以一种四参数原型系统为依据,通过对4种模态应变能法的误差分析表明新修正方法对结构损耗因子与固有频率的计算误差最小;选取两个算例,通过对结构损耗因子与固有频率采用修正模态应变能法、变形能法、传统模态应变能法及相关文献有限元法的计算结果表明:修正模态应变能法可以满足工程设计的要求,且计算误差最小;修正模态应变能法可为粘弹结构阻尼特性与结构设计及改进等领域的研究提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 振动与波 模态应变能法 粘弹阻尼结构 模态损耗因子 固有频率

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基于应变模态法识别刚架桥梁的损伤 被引量：7

9

作者 杜思义 陈淮 《世界地震工程》 CSCD 2003年第2期112-115,共4页

基于应变模态方法,对刚架桥的损伤识别进行了研究。通过对某刚架桥在不同损伤工况下的数值仿真计算,探讨了应变模态方法用于刚架桥损伤识别的能力。计算结果表明:利用应变模态差曲线能比较准确地识别出刚架桥的损伤位置;应变模态差曲线... 基于应变模态方法,对刚架桥的损伤识别进行了研究。通过对某刚架桥在不同损伤工况下的数值仿真计算,探讨了应变模态方法用于刚架桥损伤识别的能力。计算结果表明:利用应变模态差曲线能比较准确地识别出刚架桥的损伤位置;应变模态差曲线在刚架桥损伤单元处的跳跃幅值随单元损伤程度的增加而增大,依此可定性地识别出刚架桥的损伤程度。 展开更多

关键词 应变模态法 刚架桥梁 损伤识别 数值仿真计算

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工作应变模态时域识别方法研究 被引量：1

10

作者 顾培英 邓昌 汤雷 《水力发电》 北大核心 2009年第5期27-29,共3页

由于应变型指标比位移型指标对结构损伤具有更好的识别能力,在考虑了环境激励的优越性的情况下,借鉴环境激励下位移模态时域识别方法,提出了基于应变模态特征系统实现的时域识别方法。采用随机减量技术对随机应变响应信号进行预处理,得... 由于应变型指标比位移型指标对结构损伤具有更好的识别能力,在考虑了环境激励的优越性的情况下,借鉴环境激励下位移模态时域识别方法,提出了基于应变模态特征系统实现的时域识别方法。采用随机减量技术对随机应变响应信号进行预处理,得到系统的应变自由衰减曲线,近似获得应变脉冲响应数据。构造Hankel矩阵,通过奇异值分解得到该系统的最小实现,最后对最小实现状态矩阵进行特征值分解,推导得到应变模态参数的时域识别方法。 展开更多

关键词 环境激励 工作应变模态 时域 特征系统实现法

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结构应变模态参数辨识的最小二乘复频域方法 被引量：7

11

作者 周思达 曹博远 周小陈 《噪声与振动控制》 CSCD 2017年第6期17-22,共6页

由于应变模态对结构状态的敏感性,其在结构在线健康监测和损伤识别方面比位移模态更具优势。利用应变和位移的关系,将最小二乘复频域方法应用到结构应力应变分析中,建立基于应变测量数据的结构动力学参数频域辨识方法。由于应变模态和... 由于应变模态对结构状态的敏感性,其在结构在线健康监测和损伤识别方面比位移模态更具优势。利用应变和位移的关系,将最小二乘复频域方法应用到结构应力应变分析中,建立基于应变测量数据的结构动力学参数频域辨识方法。由于应变模态和位移模态是同一种物理状态的不同表达形式,两者在数学表达上有相似性。首先建立以应变为变量的参数化公分母模型,在此基础上将非线性最小二乘问题进行线性化,得到加权线性最小二乘的方程误差。然后采用基于缩减正则方程的算法进行求解,减少计算量,并通过对模型参数施加约束来避免参数冗余。然后,设计并搭建一个自由梁的实验结构系统,利用光纤布拉格光栅应变传感器测量结构动应变数据,根据最小二乘复频域方法,基于应变测量数据辨识得到频率和阻尼比,与传统的基于加速度测量数据的辨识结果相吻合。另外,辨识所得应变模态振型与仿真结果也具有一致性。因此,数值仿真和实验验证表明,文中提出的基于最小二乘复频域方法能够准确辨识结构应变模态。 展开更多

关键词 振动与波 应变模态 模态参数辨识 最小二乘复频域法 模态实验

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考虑温度梯度的模态应变能法海洋平台损伤检测研究 被引量：3

12

作者 刘克飞 石湘 +1 位作者 周雷 王凤云 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期90-95,共6页

针对导管架式海洋平台,研究了海水温度梯度对结构整体损伤检测方法之一的模态应变能法的影响。以一个导管架平台为模型,考虑温度对钢材弹性模量的影响,建立了该平台在模拟的海水温度梯度下的有限元模型。通过使用模态应变能法对该模型... 针对导管架式海洋平台,研究了海水温度梯度对结构整体损伤检测方法之一的模态应变能法的影响。以一个导管架平台为模型,考虑温度对钢材弹性模量的影响,建立了该平台在模拟的海水温度梯度下的有限元模型。通过使用模态应变能法对该模型进行损伤检测,总结了温度梯度对基于模态应变能法的海洋平台损伤检测的影响规律。结果表明温度梯度会使该方法损伤定位能力变弱,对结构冗余度越大的构件影响越大;同时会使损伤程度识别精度降低,构件结构冗余度越大、损伤程度越小,影响越大。 展开更多

关键词 海洋平台 损伤检测 温度梯度 模态应变能法

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应变模态法在桥梁损伤识别中的应用 被引量：3

13

作者 李圭 戴佑才 +1 位作者 戴宏亮 洪力 《公路工程》 北大核心 2012年第4期185-190,共6页

基于应变对局部损伤的敏感特性,引入应变模态法,通过比较完好桥梁和损伤桥梁的应变模态变化,即可判断桥梁损伤的位置和程度。首先在理论上给出了应变与振动模态之间的详细表达式;然后基于大型通用商用有限元软件ANSYS,对金属模型桥梁进... 基于应变对局部损伤的敏感特性,引入应变模态法,通过比较完好桥梁和损伤桥梁的应变模态变化,即可判断桥梁损伤的位置和程度。首先在理论上给出了应变与振动模态之间的详细表达式;然后基于大型通用商用有限元软件ANSYS,对金属模型桥梁进行数值仿真模拟以及识别试验、数据分析;最后,应用应变模态法对厦门市石鼓山立交桥进行现场损伤识别,得到了该桥梁的服役状态,为桥梁质量评估和维护提供了可靠的依据。 展开更多

关键词 应变模态法 桥梁损伤 数值模拟 损伤识别

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基于模态应变能法的导管架平台损伤诊断试验研究 被引量：1

14

作者 李绂 刘杰鸣 +1 位作者 黄维平 石湘 《中国海洋平台》 2011年第4期19-23,共5页

基于模态应变能法研究了导管架平台的结构损伤诊断问题,利用模型试验研究了模态应变能法对不同模态之间影响的敏感性;研究了模态应变能法的损伤定位和损伤估计的可靠性。采用标量型ARMA模型识别出结构的三阶模态参数,采用模态应变能法... 基于模态应变能法研究了导管架平台的结构损伤诊断问题,利用模型试验研究了模态应变能法对不同模态之间影响的敏感性;研究了模态应变能法的损伤定位和损伤估计的可靠性。采用标量型ARMA模型识别出结构的三阶模态参数,采用模态应变能法分别利用结构的前两阶模态参数和前三阶模态参数对不同损伤工况进行了损伤定位和损伤评估。研究表明,模态应变能法对不同模态之间的影响不敏感,具有较高的损伤定位精度,但损伤程度估计的精度不理想。 展开更多

关键词 导管架平台 结构损伤诊断 模型试验 模态应变能法 ARMA模型

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基于改进模态应变能法的传感器布置探讨

15

作者 高长青 樊英 《工程建设与设计》 2017年第23期136-137,144,共3页

为了探究大型结构中的传感器优化问题,对原有的模态应变能法进行研究,并对模态应变能法进行改进。以武汉某大桥为算例,通过改进的模态应变能法对其进行传感器优化布置。结果表明:改进的模态应变能法,更多地保留了结构的信息,更加准确地... 为了探究大型结构中的传感器优化问题,对原有的模态应变能法进行研究,并对模态应变能法进行改进。以武汉某大桥为算例,通过改进的模态应变能法对其进行传感器优化布置。结果表明:改进的模态应变能法,更多地保留了结构的信息,更加准确地反映了结构的特性。 展开更多

关键词 模态应变能法 传感器 布置

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连续梁桥模态应变测试方法的数值模拟与验证

16

作者 杨志强 《交通世界》 2022年第13期27-28,32,共3页

对连续梁桥模态应变测试方法的可行性与准确性进行研究。首先通过环境振动测试识别出桥梁的应变振型与应变柔度矩阵,进而计算桥梁的模态应变。以四跨连续梁为研究对象,建立桥梁有限元模型,设计了静载试验的中载工况与传感器测点布设方案... 对连续梁桥模态应变测试方法的可行性与准确性进行研究。首先通过环境振动测试识别出桥梁的应变振型与应变柔度矩阵,进而计算桥梁的模态应变。以四跨连续梁为研究对象,建立桥梁有限元模型,设计了静载试验的中载工况与传感器测点布设方案,基于环境激励计算该连续梁桥的应变柔度矩阵和试验荷载下的应变,并与有限元理论应变分析进行对比。对比结果表明:各测点应变的最大误差不超过15%,基本满足工程精度要求。 展开更多

关键词 静载试验 模态应变 应变柔度矩阵 质量归一化振型 随机子空间法

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基于应变模态的车轴动应力仿真计算 被引量：2

17

作者 刘志明 马跃峰 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期130-133,共4页

基于动车组的动车车轴和拖车车轴的应变模态分析结果,结合线路实测数据,运用模态叠加法对动车组车轴进行了动应力的仿真计算,得出了两种车轴上相应测点的应力时间历程,并与线路测试数据进行了比较.结果表明:经过仿真计算得到的测点应力... 基于动车组的动车车轴和拖车车轴的应变模态分析结果,结合线路实测数据,运用模态叠加法对动车组车轴进行了动应力的仿真计算,得出了两种车轴上相应测点的应力时间历程,并与线路测试数据进行了比较.结果表明:经过仿真计算得到的测点应力时间历程与实测结果比较吻合,从而验证了将应变模态与测试数据结合计算动应力的可行性,可以进一步开展疲劳强度分析. 展开更多

关键词 车轴 应变模态 模态叠加法 动应力 振动

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基于损伤模态识别法的复杂采空区群中薄弱单元甄别 被引量：1

18

作者 姜立春 邵凡 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期87-96,106,共11页

为甄别复杂采空区群中的薄弱单元,以某地下石灰石矿山采空区群为工程实例,通过构建离散振动力学模型,和应变改变量相关影响因素分析,创新地提出薄弱单元损伤模态识别法,给出甄别流程,并从算例计算和工程实际应用两方面验证其可靠性。研... 为甄别复杂采空区群中的薄弱单元,以某地下石灰石矿山采空区群为工程实例,通过构建离散振动力学模型,和应变改变量相关影响因素分析,创新地提出薄弱单元损伤模态识别法,给出甄别流程,并从算例计算和工程实际应用两方面验证其可靠性。研究结果表明:自振频率和应变模态的甄别指标能准确识别采空区群中的薄弱单元;单体和双体单元损伤都会使采空区群的自振频率甄别指标I_(M)(k)值大于0,损伤区域的应变模态甄别指标I_(N)(x)值会明显出现凸起,随着损伤程度增大,I_(M)(k)值和I_(N)(x)峰值越来越大;仅顶板B1损伤时,高阶I_(M)(k)比低阶更灵敏反映损伤变化程度,第四阶指标识别效果更优;仅矿柱Z6损伤时,第二、四阶I_(M)(k)识别效果更优;B1和Z6共同损伤时,I_(M)(k)对B1损伤程度变化较于Z6更为敏感,第二阶I_(M)(k)识别效果更佳。研究成果为地下采空区群安全定量评估开辟了一条新方向。 展开更多

关键词 离散振动力学模型法 薄弱单元 甄别 自振频率 应变模态

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基于多滤波降噪法的桥梁应变监测信号处理

19

作者 卢海林 郭馨阳 郝静 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第4期180-187,共8页

针对桥梁应变监测信号存在多源噪声,以及现有降噪法难以准确选取有效固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量的问题,提出一种有效的多滤波降噪法。首先,采用自适应噪声抵消器对含噪信号进行预处理,以滤除低频噪声,再对其进行自... 针对桥梁应变监测信号存在多源噪声,以及现有降噪法难以准确选取有效固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量的问题,提出一种有效的多滤波降噪法。首先,采用自适应噪声抵消器对含噪信号进行预处理,以滤除低频噪声,再对其进行自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)得到IMF分量,并利用频谱分析-自相关函数双重判断准则选取IMF分量;随后,对其进行奇异值分解,利用奇异值差分谱确定各分量有效阶数;最后,将各有效IMF分量的有效阶重构得到去噪信号。通过模拟试验验证上述方法的合理性,并将其应用于桥梁应变监测信号处理。结果表明:采用上述双重判断准则选取有效IMF分量具有较好效果,且提出的多滤波降噪法在桥梁应变监测信号处理中具有显著的优越性。 展开更多

关键词 振动与波 桥梁应变 多滤波降噪法 双重判断准则 固有模态函数 CEEMDAN 奇异值分解

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基于模态法L形工装结构冲击动力学仿真分析 被引量：8

20

作者 薛杰 许红卫 +2 位作者 杜大华 何志勇 李锋 《火箭推进》 CAS 2018年第2期46-54,共9页

L形工装常用来转接被试结构以实现不同方向的冲击试验。首先通过模态试验获取L形工装固定于振动台状态下的模态频率、模态振型及模态阻尼比,然后建立、修正L形工装有限元动力学模型。在此基础上,采用模态法对L形工装进行冲击响应谱试验... L形工装常用来转接被试结构以实现不同方向的冲击试验。首先通过模态试验获取L形工装固定于振动台状态下的模态频率、模态振型及模态阻尼比,然后建立、修正L形工装有限元动力学模型。在此基础上,采用模态法对L形工装进行冲击响应谱试验的仿真模拟,并根据仿真结果与试验数据的差异对模态阻尼比作进一步的调整。从调整后模型冲击环境下的加速度响应计算值与试验值的对比结果来看:修正后的L形工装动力学模型可以正确预示冲击响应谱试验的响应。最后,通过对在不同位置安装有被试结构的L形工装进行冲击仿真分析,得到结论如下:为避免过试验或欠试验,保证被试结构所承受的冲击响应谱与试验条件一致,建议把控制点移到被试结构安装处。 展开更多

关键词 模态法 L形工装 模态阻尼比 冲击响应谱

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