基于模态置信的超高层建筑钢架结构损伤识别方法

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作者 韦丽娴 蒙萱 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期81-85,共5页

本文选取超高层建筑中的典型结构单元,设计了一个3跨2层的钢架结构模型,建立了包含单损伤和多损伤工况在内的6种损伤工况。基于该钢架结构的自由振动微分方程及其模态叠加解,提出了一种基于模态置信准则(COMAC)的损伤识别方法,并将其应... 本文选取超高层建筑中的典型结构单元,设计了一个3跨2层的钢架结构模型,建立了包含单损伤和多损伤工况在内的6种损伤工况。基于该钢架结构的自由振动微分方程及其模态叠加解,提出了一种基于模态置信准则(COMAC)的损伤识别方法,并将其应用于超高层建筑钢架结构的损伤识别研究。结果表明:1)在工况1的单损伤状态下,随着模态阶数的增加,未损伤单元的COMAC值保持稳定,而损伤单元的COMAC值呈递减趋势。其中,单元8在2阶模态时CO‐MAC值出现下降,至5阶模态时下降趋势更显著,表明该方法能有效识别单损伤位置。2)在多损伤工况下,未损伤单元的COMAC值始终为1.0;对于损伤程度分别为40%的单元2和50%的单元12,其COMAC值随模态阶数增加而递减,且在2~5阶模态下显著低于未损伤单元。损伤程度较大的单元12表现出更明显的COMAC值降幅,验证了该方法对多损伤工况的识别能力。3)在工况2、3中,所提方法在单损伤工况下表现出较高的识别准确性和稳定性,能准确判定损伤单元位置及其损伤程度。4)在工况5、6中,与传统的模态置信准则(MAC)方法相比,所提方法在多损伤工况下的识别性能更优,其损伤识别结果与实际情况吻合度较高,充分证明了该方法在钢架结构损伤识别中的有效性。 展开更多

关键词 模态置信 超高层建筑 钢架结构 损伤识别 模态振型 损伤程度

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基于曲率模态差和模态置信的钢架损伤识别研究 被引量：1

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作者 罗丽燕 张海柱 +2 位作者 林金燕 陈贡发 吕建兵 《广东建材》 2018年第9期54-58,共5页

运用曲率模态差法和模态置信准则同时对一个空间钢架进行损伤单元位置的判定和破坏程度的识别,并对这两种方法进行比较。以空间钢架为具体研究对象,对其进行损伤识别数值模拟,再用中心差分法计算出曲率值,将损伤前后的曲率模态值相减,... 运用曲率模态差法和模态置信准则同时对一个空间钢架进行损伤单元位置的判定和破坏程度的识别,并对这两种方法进行比较。以空间钢架为具体研究对象,对其进行损伤识别数值模拟,再用中心差分法计算出曲率值,将损伤前后的曲率模态值相减,得到曲率模态差值;通过模态振型的改变量的多少来判别损伤情况即模态置信准则识别方法。比较结果表明模态置信准则在单元发生小程度损伤时识别不了,而曲率模态差法可以识别,并且识别的阶数多于模态置信准则。 展开更多

关键词 空间钢架 曲率模态差 模态置信准则 损伤识别

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基于振型模态置信准则的斜拉桥支承状态评定方法 被引量：2

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作者 邹前 王龙林 《西部交通科技》 2020年第7期151-153,205,共4页

为利用实测振型识别出半漂浮体系斜拉桥的支座支承状态,文章基于模态置信准则MAC的概念和作用,通过对比实测振型与不同支承状态下的理论振型的MAC值,直观判断桥梁的实际支承状态,形成支承状态变化识别方法,并结合实桥测试结果验证了该... 为利用实测振型识别出半漂浮体系斜拉桥的支座支承状态,文章基于模态置信准则MAC的概念和作用,通过对比实测振型与不同支承状态下的理论振型的MAC值,直观判断桥梁的实际支承状态,形成支承状态变化识别方法,并结合实桥测试结果验证了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 振型 模态置信准则 斜拉桥 支承状态

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模态置信标准（MAC）在环锭细纱机机架模态识别中的应用 被引量：1

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作者 吕志军 《西北纺织工学院学报》 1994年第2期155-159,共5页

应用模态置信标准（ＭＡＣ）的概念对细纱机机架的模态进行了辨识。实验和分析计算表明，ＭＡＣ可以弥补常用模态识别方法的不足，使模态参数的评估定量化。

关键词 模态置信标准 模态识别 环锭精纺机

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基于预试验分析的复杂箱体结构试验模态研究 被引量：23

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作者 张喜清 项昌乐 +1 位作者 刘辉 陈福忠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期109-112,149,共5页

论述了预试验分析原理和模态测试理论,在此基础上,以某型复杂变速箱箱体为研究对象,建立其有限元模型,进行预试验分析,优化结构模态试验的响应测点数目及位置、激励位置及方向;并进行了锤击模态试验,识别出表征箱体动力学特性的各阶模... 论述了预试验分析原理和模态测试理论,在此基础上,以某型复杂变速箱箱体为研究对象,建立其有限元模型,进行预试验分析,优化结构模态试验的响应测点数目及位置、激励位置及方向;并进行了锤击模态试验,识别出表征箱体动力学特性的各阶模态参数;通过分析试验所得频响函数和模态置信判据准则(MAC),与预试验分析进行比较,结果表明预试验确定的测点和激励点是合理的,模态试验所识别模态参数是可信的。 展开更多

关键词 预试验分析 模态测试 变速箱箱体 模态置信判据准则

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浮筏筏架模态测试及模型相关性分析 被引量：2

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作者 柳瑞锋 王强 +1 位作者 周璞 冯海军 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2010年第1期22-24,共3页

用有限元法计算浮筏隔振系统的中间筏架其前五阶模态,并通过模态测试测得其模态,再采用LMSVirtual lab对此筏架有限元模型和测试模型进行相关性分析,从分析得到的模态置信度可以看出用有限元法计算的模态基本准确。

关键词 振动与波 筏架 有限元 模态测试 模态置信度准则

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基于模型确认的非线性转子支承系统建模方法

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作者 杨稀 闫述 +1 位作者 王浩然 赵永刚 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期151-157,共7页

为了建立能够准确反映转子支承系统真实结构的数学模型,提出基于模型确认辨识转子系统非线性支承刚度参数,并建立转子支承系统的非线性动力学模型的方法。采用自由状态下的转子模态测试数据对转子模型进行修正与确认,建立准确的转子模... 为了建立能够准确反映转子支承系统真实结构的数学模型,提出基于模型确认辨识转子系统非线性支承刚度参数,并建立转子支承系统的非线性动力学模型的方法。采用自由状态下的转子模态测试数据对转子模型进行修正与确认,建立准确的转子模型。在此基础上,对转子支承系统开展低幅值激励的模态测试,辨识其线性支承刚度参数,从而建立转子支承系统的底层线性模型。对转子支承系统开展不同激励水平下的恒位移振动测试,确定支承非线性刚度的函数形式,并进一步识别支承非线性刚度参数,最终建立转子支承系统的非线性动力学模型。设计加工了考虑非线性支承因素的转子系统,采用该方法建立的转子支承系统底层线性模型,与实际结构的模态频差在5%以内,模态置信准则(MAC)值在0.89以上,具有良好的相关性;进一步建立转子支承系统的非线性动力学模型,将模型预测的响应与转动试验数据进行对比,结果表明:所提出的方法能够基本准确地反映真实结构的非线性动力学特性。 展开更多

关键词 转子支承系统 非线性支承 振动测试 非线性参数识别 非线性建模 模态置信准则 航空发动机

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大跨钢桁架连廊结构健康监测系统的应用与研究

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作者 王军 李培林 +2 位作者 葛增俊 孙亚楠 马新龙 《低温建筑技术》 2025年第3期1-5,35,共6页

非对称大跨钢结构连廊因它独特的结构形式和复杂的受力特性,易受到环境、荷载等多种因素的影响,从而产生结构损伤,但对此类型的结构缺少完整的健康监测体系研究和应用。文中依托明湖国际科创中心钢结构连廊项目,通过对比不同有限元软件... 非对称大跨钢结构连廊因它独特的结构形式和复杂的受力特性,易受到环境、荷载等多种因素的影响,从而产生结构损伤,但对此类型的结构缺少完整的健康监测体系研究和应用。文中依托明湖国际科创中心钢结构连廊项目,通过对比不同有限元软件计算得到准确有效的有限元数值模拟分析结果。结合结构模态信息的选取,使用多类型、精确的传感器和数据采集设备,对结构提升阶段和卸载阶段进行施工全过程监测。在物联网基础上设计结构健康监测系统,能够实现模型、数据可视化,具有全面的健康监测功能。不仅保障了当前工程的施工和运营安全,也为其他类似工程提供了可借鉴的经验。 展开更多

关键词 大跨度钢结构 结构健康监测 有限元分析 模态置信度准则 测点布置

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基于模态叠加法的航空发动机轮盘振动特性研究 被引量：7

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作者 由于 张伟 +1 位作者 高翔 黄文超 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期661-665,I0014,共6页

以某型航空发动机轮盘为研究对象,分别通过数值模拟和试验测试获得结构特定振型下的模态参数;提出采用模态置信度开展模态振型的相关度评价;基于模态叠加法开展轮盘结构谐响应分析,并通过理论推导和数值仿真开展结构阻尼和激励量值对振... 以某型航空发动机轮盘为研究对象,分别通过数值模拟和试验测试获得结构特定振型下的模态参数;提出采用模态置信度开展模态振型的相关度评价;基于模态叠加法开展轮盘结构谐响应分析,并通过理论推导和数值仿真开展结构阻尼和激励量值对振动响应的影响规律研究。结果表明,在轮盘结构三节径振型处,共振频率计算结果与测试结果相差1.7%,验证了模态测试的正确性。模态振型置信度为0.999,说明模态测试与仿真结果吻合较好。通过谐响应分析得到轮盘最危险点的幅频曲线,并基于数值仿真验证了轮盘结构振动响应幅值与模态阻尼呈反比、与激励量值呈正比的理论推导的正确性。 展开更多

关键词 航空发动机轮盘 模态置信度 模态叠加法 结构阻尼 谐响应分析

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YN38CRD型柴油机机体试验模态分析 被引量：2

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作者 古元峰 王贵勇 +2 位作者 黄冈 毕玉华 申立中 《小型内燃机与车辆技术》 2016年第3期80-87,共8页

机体有限元模型是进行柴油机振动计算和噪声预测的主要工具,而试验模态分析是对有限元模型进行验证、修正和补充的重要方法。使用多项式拟合法和最小二乘复频域法进行YN38CRD型柴油机机体的试验模态分析,结合有限元法的理论模态参数,对... 机体有限元模型是进行柴油机振动计算和噪声预测的主要工具,而试验模态分析是对有限元模型进行验证、修正和补充的重要方法。使用多项式拟合法和最小二乘复频域法进行YN38CRD型柴油机机体的试验模态分析,结合有限元法的理论模态参数,对三种方法的结果进行了比对和分析,且通过模态置信准则验证了模态参数。结果表明,试验模态参数与理论模态参数吻合度较高,相互验证了试验和有限元数学模型的正确性。振型比对发现,机体振动最大变形位置多集中于曲轴箱,缸孔的椭圆振动会引起气缸漏气和窜机油。研究结果为优化柴油机振声性能奠定了基础。 展开更多

关键词 机体 试验模态分析 多项式拟合法 最小二乘复频域法 模态置信准则

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近海风机叶片模态局部化产生机理及定量分析研究 被引量：3

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作者 张永朋 李东升 郭鑫 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期53-61,共9页

在摄动理论的基础上,结合失谐度、模态密集度以及模态置信准则对模态局部化的产生机理做了定量描述,并用26自由度弹簧质点结构验证了其可行性。其次,用ANSYS建立了风机叶片模型,并通过改变材料的密度和弹性模量模拟了四种失谐情况,发现... 在摄动理论的基础上,结合失谐度、模态密集度以及模态置信准则对模态局部化的产生机理做了定量描述,并用26自由度弹簧质点结构验证了其可行性。其次,用ANSYS建立了风机叶片模型,并通过改变材料的密度和弹性模量模拟了四种失谐情况,发现风机叶片刚度和质量的小量失谐也会对其模态振型产生显著的影响,同时通过定义新的模态局部因子来定量描述风机叶片结构的模态局部化程度。最后,对风机叶片失谐振型中谐调振型的成分进行了分析,研究表明,其成分越复杂,模态局部化程度也越强。 展开更多

关键词 风机叶片 模态局部化 失谐 局部因子 失谐度 模态密集度 模态置信准则

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基于正交检验法的颤振分析模态跟踪技术

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作者 蒋令闻 杭晓晨 费庆国 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第19期84-89,134,共7页

模态跟踪是颤振分析的关键问题之一。常见的基于模态置信度的跟踪方法在颤振点附近常会出现错误导致跟踪失败。通过探究该方法的数学机理,阐明了基于模态置信度跟踪方法存在的缺陷,进而引入左特征向量,研究了一种基于正交检验法的模态... 模态跟踪是颤振分析的关键问题之一。常见的基于模态置信度的跟踪方法在颤振点附近常会出现错误导致跟踪失败。通过探究该方法的数学机理,阐明了基于模态置信度跟踪方法存在的缺陷,进而引入左特征向量,研究了一种基于正交检验法的模态跟踪技术。采用一悬臂直翼盒模型开展仿真研究,在状态空间下进行颤振分析,基于正交检验法得到其根轨迹图,并将模态跟踪结果与MAC值法进行对比,证明了正交检验法具有更好的模态跟踪效果。 展开更多

关键词 颤振 状态空间 特征向量 模态跟踪 模态置信度

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高速磁浮U形轨道梁模态试验研究

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作者 吴梦笛 李培刚 +3 位作者 刘丹 李俊奇 赵雄 林晓波 《铁道标准设计》 北大核心 2022年第6期32-37,共6页

为了探索不同材料钢筋骨架的高速磁浮列车U形轨道梁在相同工况下抗冲击性能,预制5块不同材料钢筋骨架轨道梁试验模型进行试验研究,使用激振锤激振轨道梁并拾取加速度信号,通过数值模态分析判断不同材料结构的抗冲击能力。采用模态置信... 为了探索不同材料钢筋骨架的高速磁浮列车U形轨道梁在相同工况下抗冲击性能,预制5块不同材料钢筋骨架轨道梁试验模型进行试验研究,使用激振锤激振轨道梁并拾取加速度信号,通过数值模态分析判断不同材料结构的抗冲击能力。采用模态置信判据准则(MAC)分析各阶模态振型相关性。建立有限元仿真模型,将试验与仿真结果对比验证试验结果准确性。研究结果表明:轨道梁固有频率大小随钢筋骨架力学性能增加而提高,但模态阻尼比对材料变化不敏感;玄武岩+土工格栅材质轨道梁整体抗冲击性能较好,不锈钢复合筋轨道梁最低;5片轨道梁的1阶固有频率为27.34~39.37 Hz,其高低顺序为:玄武岩复合筋>土工格栅+玄武岩复合筋>玻璃纤维复合筋>土工格栅+玻璃纤维复合筋>不锈钢复合筋,其中玄武岩复合筋材质的1阶固有频率最高,为39.37 Hz,抗冲击效果最好。 展开更多

关键词 磁浮轨道梁 冲击试验 固有频率 阻尼比 模态置信判据准则 有限元

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一种识别噪声模态的方法

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作者 陈树越 《太原机械学院学报》 1993年第2期145-148,共4页

噪声模态是振动系统的虚假模态,根据真实模态的不变性和噪声模态的随机性,通过利用最小二乘时域模态参数识别法二次识别复振型,提出归一化模态置信因子(NMCF)判别噪声模态。最后进行了计算机模拟。

关键词 时域 模态识别 模态置信因子 噪声

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基于自适应鲸鱼算法的桥梁传感器优化布置方法 被引量：2

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作者 马成武 高博 李泽山 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第1期59-63,91,共6页

为解决桥梁健康监测系统中传感器优化布置问题,提出一种基于自适应鲸鱼优化算法的传感器布置方法。通过Fisher信息阵二范数变化率和模态有效参与质量提取模态,有效避免模态冗余。引入Kent映射生成初始测点,以模态置信准则为适应度函数... 为解决桥梁健康监测系统中传感器优化布置问题,提出一种基于自适应鲸鱼优化算法的传感器布置方法。通过Fisher信息阵二范数变化率和模态有效参与质量提取模态,有效避免模态冗余。引入Kent映射生成初始测点,以模态置信准则为适应度函数。针对鲸鱼算法中参数既控制算法的全局和局部搜索又控制算法的搜索步长,且其开发能力不足等问题,将鲸鱼算法中的参数A分解为决策因子A1和衰减因子A2。通过决策因子A1控制鲸鱼算法的全局和局部搜索,增强算法跳出局部最优的能力;通过衰减因子A2动态调整算法的搜索步长,提升鲸鱼算法搜索效率和精度。通过哈齐大桥进行实例验证,结果表明,改进后鲸鱼算法的模态置信矩阵精度相比粒子群算法提升82.29%。 展开更多

关键词 振动与波 模态分析 鲸鱼优化算法 传感器优化布置 模态置信准则 整数编码

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基于量子行为粒子群算法的舱室噪声监测点优化布置

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作者 郭强 时胜国 何辉辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1488-1496,共9页

针对舱室噪声在线监测及声场预报问题,本文提出了一种基于量子行为粒子群算法的舱室内部声监测点优化布置方法。根据研究频段范围确定所需声腔模态阶数,计算全部备选监测点位置处各阶声腔模态的声场分布,采用模态置信矩阵作为目标函数,... 针对舱室噪声在线监测及声场预报问题,本文提出了一种基于量子行为粒子群算法的舱室内部声监测点优化布置方法。根据研究频段范围确定所需声腔模态阶数,计算全部备选监测点位置处各阶声腔模态的声场分布,采用模态置信矩阵作为目标函数,基于量子行为粒子群算法对监测点位置进行优化,获得优化布置方案。从声腔模态采样的正交性及内外声场响应的角度与其他测点布置方案进行了性能比较。研究表明:本文方法优化得到的测点布置方案采集声腔模态信息更全面,可有效提升舱室内声场的重建精度和基于舱室内声场监测的水下辐射噪声预报精度。 展开更多

关键词 测点优化布置 舱室噪声在线监测 量子行为粒子群算法 声腔模态 模态置信矩阵 水下辐射噪声预报 声场预报 声激励

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固定接触界面切向静弹性刚度问题研究 被引量：14

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作者 田红亮 方子帆 +1 位作者 朱大林 秦红玲 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期458-464,552,共7页

根据两球体单峰同时受法向、切向载荷时微滑切向应力的分布以及MB模型，给出了界面的总切向接触静弹性条件刚度、总条件法向载荷的解析解。将切向接触静弹性条件刚度的解析解嵌入到有限元软件中，获得了整机的理论模态。以一款八四七厂... 根据两球体单峰同时受法向、切向载荷时微滑切向应力的分布以及MB模型，给出了界面的总切向接触静弹性条件刚度、总条件法向载荷的解析解。将切向接触静弹性条件刚度的解析解嵌入到有限元软件中，获得了整机的理论模态。以一款八四七厂华中工学院XHK5140型自动换刀计算机数控立式镗铣床上的结合部为研究对象，通过实验对解析解进行了定量验证。研究结果表明：在理论振型与实验振型一致的条件下，界面模型的相对误差在-19．2％～16．8％之间。 展开更多

关键词 非协调表面 等效材料 微滑区 粘附区 切向刚度 模态置信准则

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基于遗传算法的传感器优化布置 被引量：18

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作者 高维成 徐敏建 刘伟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期9-11,84,共4页

为解决空间网格结构模态测试中的传感器位置优化布置问题,提高采集数据信息的完备性,采用遗传算法优化传感器布置位置.在解的编码过程中采用二维数组,每一行存储一个可行解;采用强制变异避免遗传算子操作过程中出现同一个位置重复布置... 为解决空间网格结构模态测试中的传感器位置优化布置问题,提高采集数据信息的完备性,采用遗传算法优化传感器布置位置.在解的编码过程中采用二维数组,每一行存储一个可行解;采用强制变异避免遗传算子操作过程中出现同一个位置重复布置的问题.为了提高收敛速度,将基于模态矩阵QR分解的传感器优化布置结果作为第一代父群.对单层球面网壳进行优化计算后,将基于遗传算法的优化结果和QR分解得到的结果进行了应变能指标和相关性矩阵(MAC)的比较,发现前者不仅在应变能指标有大幅度的提高,而且相关性矩阵也有相应改善. 展开更多

关键词 空间网格结构 遗传算法 优化布置 QR分解 模态置信度

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协同进化遗传算法在传感器优化配置中的应用 被引量：12

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作者 林贤坤 张令弥 +1 位作者 郭勤涛 赵晓平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期190-194,共5页

动态测试中,为了获得精确的试验模态参数,需将传感器配置在最优的位置。以模态置信度矩阵非对角元的最大值最小化为优化准则,针对GARTEUR飞机模型,基于协同进化遗传算法,对传感器的配置进行了优化,其结果优于Guyan法、EI法和基于QR分解... 动态测试中,为了获得精确的试验模态参数,需将传感器配置在最优的位置。以模态置信度矩阵非对角元的最大值最小化为优化准则,针对GARTEUR飞机模型,基于协同进化遗传算法,对传感器的配置进行了优化,其结果优于Guyan法、EI法和基于QR分解的逐步累积法。 展开更多

关键词 协同进化遗传算法 部分匹配交叉 传感器 模态置信度 优化配置

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大跨斜拉桥基于结构模拟的环境振动测点优化布置 被引量：11

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作者 孙正华 李兆霞 +1 位作者 陈鸿天 韩晓林 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期411-417,共7页

首先运用大型有限元软件ANSYS建立了润扬斜拉桥面向SHM的结构有限元模型,并进行模态分析.然后以模态置信准则(MAC)矩阵的非对角元为目标函数,增加或减少测点自由度使目标函数最小化,从而确定斜拉桥振动测点的最优布点位置.最后,运用现... 首先运用大型有限元软件ANSYS建立了润扬斜拉桥面向SHM的结构有限元模型,并进行模态分析.然后以模态置信准则(MAC)矩阵的非对角元为目标函数,增加或减少测点自由度使目标函数最小化,从而确定斜拉桥振动测点的最优布点位置.最后,运用现场环境振动测试的数据对根据FEM计算得出的布点方案进行验证.结果表明:由环境振动实测数据得出的测点布置和有限元计算得出的测点布置结果是一致的,说明由有限元分析得出的测点布置是有效的. 展开更多

关键词 大跨桥梁 有限元模型 动力特性 测点布置 模态置信准则(MAC)

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