基于运行模态分析的典型结构模态研究

1

作者 蒋斌 赵应龙 李威 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第11期43-49,共7页

随着结构的大型化以及激励的复杂化,难以通过传统的实验模态分析法得到结构的模态参数。本文基于自然激励法(NExT)和特征系统实现法(ERA)建立NExT-ERA模态识别理论,提出新的模态分析方法,识别自由板的模态参数。同时对自由板进行单点激... 随着结构的大型化以及激励的复杂化,难以通过传统的实验模态分析法得到结构的模态参数。本文基于自然激励法(NExT)和特征系统实现法(ERA)建立NExT-ERA模态识别理论,提出新的模态分析方法,识别自由板的模态参数。同时对自由板进行单点激振器激振,多点响应测量的模态分析试验,并对比自由板Ansys仿真分析、实验模态分析和NExT-ERA模态分析的识别结果。结果显示,NExT-ERA模态分析方法在频率、振型识别上具有良好的识别精度,也能准确识别实验模态分析中缺失的模态。 展开更多

关键词 运行模态分析 NExT-ERA 结构模态参数识别

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运行模态分析中固有模态和谐波模态区分方法研究 被引量：20

2

作者 张义民 张守元 +1 位作者 李鹤 闻邦椿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期64-67,共4页

在机械领域存在大量旋转机械,这使得输入激励并不满足运行模态分析(OMA)要求的均值白噪声激励条件。通过对随机信号和谐波信号统计特性的分析,提出一种简单有效的识别响应信号中周期强迫响应的方法,使OMA适用于含有谐波激励的情况,对一... 在机械领域存在大量旋转机械,这使得输入激励并不满足运行模态分析(OMA)要求的均值白噪声激励条件。通过对随机信号和谐波信号统计特性的分析,提出一种简单有效的识别响应信号中周期强迫响应的方法,使OMA适用于含有谐波激励的情况,对一块由偏心电机激励的钢板进行了运行模态试验和锤击法传统模态试验,应用该方法成功识别出响应信号中的周期响应成分,通过两种试验结果的对比验证了方法有效性,为OMA中虚假模态的辨别提供了一种新思路。 展开更多

关键词 运行模态分析 试验模态分析 谐波模态

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基于不中断交通运行模态分析的模态挠度法在桥梁状态评估中的应用 被引量：11

3

作者 林贤坤 覃柏英 +1 位作者 张令弥 郭勤涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第14期52-57,76,共7页

以张家港河大桥为对象,在不中断交通条件下对该桥实施模态试验,建立和修正其有限元模型,由此对试验模态振型质量归一化。利用振型已质量归一化的试验模态参数,计算该桥已知静荷载作用下的试验模态挠度,通过模态挠度与静挠度实测值的比... 以张家港河大桥为对象,在不中断交通条件下对该桥实施模态试验,建立和修正其有限元模型,由此对试验模态振型质量归一化。利用振型已质量归一化的试验模态参数,计算该桥已知静荷载作用下的试验模态挠度,通过模态挠度与静挠度实测值的比较、关键问题的仿真研究和模态振型对模态挠度影响的误差分析,探讨和说明了基于不中断交通运行模态分析的模态挠度法在实际工程中应用于桥梁状态评估的可行性与有效性。 展开更多

关键词 桥梁状态评估 模态挠度法 不中断交通 运行模态分析 试验模态振型 质量归一化

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运行模态分析技术在船舶结构振动中的应用 被引量：11

4

作者 姜大正 洪明 周力 《中国舰船研究》 2010年第3期22-26,33,共6页

运行模态分析是一种仅基于环境激励下结构的响应来提取模态参数的方法,通常假设环境激励为白噪声进行分析。实际上,船舶航行过程中所受激励十分复杂,除受海浪等随机激励外,还受到来自螺旋桨、主机等确定的单频激励。因此航行中的船舶所... 运行模态分析是一种仅基于环境激励下结构的响应来提取模态参数的方法,通常假设环境激励为白噪声进行分析。实际上,船舶航行过程中所受激励十分复杂,除受海浪等随机激励外,还受到来自螺旋桨、主机等确定的单频激励。因此航行中的船舶所受激励应假设为白噪声和确定频率的激励同时存在。讨论运行模态分析方法在船舶结构中应用的可行性;在白噪声激励假设下,提出使用自互谱密度法来进行结构模态参数识别,并用简支梁实验对上述方法进行验证。最后将该方法运用于对某船航行中桅杆的振动响应数据进行分析和讨论。 展开更多

关键词 运行模态分析 结构振动 参数辨识 结构

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船舶结构运行模态参数辨识研究(英文) 被引量：5

5

作者 姜大正 洪明 周力 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第3期313-324,共12页

运行模态分析是仅基于结构运行状态下的响应来提取结构模态参数的一种方法,通常假设环境激励为白噪声进行分析。实际上,船舶航行过程所受激励十分复杂,不能简单地假设为白噪声激励,由主机和螺旋桨等产生的确定频率激励同样存在。因此,... 运行模态分析是仅基于结构运行状态下的响应来提取结构模态参数的一种方法,通常假设环境激励为白噪声进行分析。实际上,船舶航行过程所受激励十分复杂,不能简单地假设为白噪声激励,由主机和螺旋桨等产生的确定频率激励同样存在。因此,航行中船舶所受激励可以假设为白噪声和简谐激励同时存在。进一步讨论了运行模态技术在船舶结构振动分析中应用的可行性和前景。研究使用带阻数字滤波技术滤除激励中的简谐成分来提高结构真实模态的辨识精度。讨论了自互功率谱密度法,并研究使用此方法提取同时受白噪声和简谐激励作用的简支梁的模态参数。实验结果表明该方法能够较准确地识别出同时受白噪声和简谐激励的结构模态参数。这对于分析航行中船舶有害振动结构的模态特征,并实施有效的减振优化措施具有很广泛的实际意义。 展开更多

关键词 运行模态分析 船舶结构 参数辨识 带阻滤波

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基于随机减量的运行模态频域分析方法 被引量：13

6

作者 黄琴 王彤 张海黎 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期770-773,共4页

以高层建筑、大跨桥梁等难以进行人工激励的大型复杂结构为对象,提出并实现了一种基于随机减量技术和复模态指示因子函数法的新型频域运行状态模态参数识别方法。由随机运行响应估计随机减量函数,然后通过时频域变换得到频域的半功率谱... 以高层建筑、大跨桥梁等难以进行人工激励的大型复杂结构为对象,提出并实现了一种基于随机减量技术和复模态指示因子函数法的新型频域运行状态模态参数识别方法。由随机运行响应估计随机减量函数,然后通过时频域变换得到频域的半功率谱密度函数,并用复模态指示因子函数法从半功率谱密度函数中识别结构模态参数。最后对1个三维空间结构模型进行算法验证,得到相应的各阶模态参数,证明了将随机减量技术和复模态指示因子函数法相结合的方法识别大型结构模态参数的有效性和合理性。 展开更多

关键词 运行模态分析 随机减量技术 复模态指示因子 半功率谱密度函数

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基于运行模态法的动力总成刚体模态试验研究 被引量：7

7

作者 樊逸斌 张平 +2 位作者 段小成 谌保军 汪亮 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2010年第6期70-74,共5页

介绍两种基于运行模态法的动力总成刚体模态参数识别方法,即频域分解法与时域随机状态子空间辨识法。发动机怠速工况下,运行模态法可以识别出动力总成悬置系统在垂向跳动与绕侧向俯仰的刚体模态,并且可以识别出动力总成怠速激励下的谐... 介绍两种基于运行模态法的动力总成刚体模态参数识别方法,即频域分解法与时域随机状态子空间辨识法。发动机怠速工况下,运行模态法可以识别出动力总成悬置系统在垂向跳动与绕侧向俯仰的刚体模态,并且可以识别出动力总成怠速激励下的谐波模态;而动力总成受到白噪声激励,运行模态法可以识别出动力总成悬置系统的全部六自由度刚体模态。从对比可知,运行模态法识别的模态参数与常规试验模态法结果基本一致,表明利用工况激励法进行模态参数识别是行之有效的。 展开更多

关键词 振动与波 环境激励 运行模态法 刚体模态 模态参数识别

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基于FM-EMD的桥梁结构运行模态识别方法

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作者 张欣 张丽娟 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2015年第4期159-164,共6页

提出了FM-EMD(调频EMD)方法,克服了原EMD方法在模态频率相近情况下的振型混淆问题。通过功能扩展,实现了"可选择性EMD分解":既可以对实测信号的某一频段进行针对性分解,也可根据信号的实际情况,选择从频谱高端或从频谱低端开... 提出了FM-EMD(调频EMD)方法,克服了原EMD方法在模态频率相近情况下的振型混淆问题。通过功能扩展,实现了"可选择性EMD分解":既可以对实测信号的某一频段进行针对性分解,也可根据信号的实际情况,选择从频谱高端或从频谱低端开始分解,以排除无效信号成分的干扰,并突出有效信号成分。所提方法具有很强的工程适应能力,适用于桥梁结构的运行模态辨识。通过对某120米跨径的钢管混凝土桁梁桥的运行模态实验,辨识得到了结构的频率、振型和阻尼比。通过与成熟辨识方法的比对,得出以下结论:该方法可以得到较高精度的频率值,较好形制的模态振型,但会低估模态阻尼值,频率辨识误差不超过1%,模态阻尼值低估不超过10%。 展开更多

关键词 桥梁结构 模态分析 运行模态实验 经验振型方解 调频-经验振型分解

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基于运行模态的复合材料梁脱层损伤识别 被引量：2

9

作者 杜宇 杨涛 何梅洪 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期81-86,共6页

为了实现复合材料结构损伤的定位与定量识别,利用传递率函数的运行模态分析方法探讨了复合材料梁无损检测方法,通过对加速度传递函数的最小二乘拟合,得到结构的模态频率和阻尼,对传递率函数矩阵奇异值分解,得到结构的振型。运用曲率模态... 为了实现复合材料结构损伤的定位与定量识别,利用传递率函数的运行模态分析方法探讨了复合材料梁无损检测方法,通过对加速度传递函数的最小二乘拟合,得到结构的模态频率和阻尼,对传递率函数矩阵奇异值分解,得到结构的振型。运用曲率模态(CMS)和曲率模态变化率(CMSI)作为损伤指标,对具有单损伤、多损伤和不同损伤程度的复合材料梁结构进行模态分析,并对两种损伤指标的识别敏感性进行对比。实验结果表明:CMS和CMSI在损伤位置发生突变,通过突变可以识别出损伤的位置和大小,并且能够对结构中的多损伤进行识别;CMS和CMSI的突变极差值随着损伤程度的增加而增大,说明CMS和CMSI具有定量识别损伤程度的能力;与CMS相比,CMSI对复合材料梁结构损伤识别更为敏感。 展开更多

关键词 复合材料梁 运行模态 曲率模态 曲率模态变化率 损伤识别

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运行模态分析技术在桥梁状态评估中的应用 被引量：4

10

作者 郭苏杰 王俊 张宇峰 《现代交通技术》 2007年第3期42-44,48,共4页

在输出功率谱的基础上建立了桥梁运行模态分析方法——频域分解法。该方法利用来往车辆激励的响应测量数据,进行无偏功率谱分析,然后对响应谱矩阵进行奇异值分解来识别桥梁的模态参数。该方法保留了传统频域法快速简便的特点,还可以解... 在输出功率谱的基础上建立了桥梁运行模态分析方法——频域分解法。该方法利用来往车辆激励的响应测量数据,进行无偏功率谱分析,然后对响应谱矩阵进行奇异值分解来识别桥梁的模态参数。该方法保留了传统频域法快速简便的特点,还可以解决传统频域法不能识别近频和重频模态的问题。通过实桥测试,证明该方法可用于桥梁承载力和使用状况评估。 展开更多

关键词 桥梁工程 状态评估 运行模态 频域分解

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水工混凝土结构运行模态分析研究综述

11

作者 王冬冬 程琳 +1 位作者 仝飞 杨杰 《南水北调与水利科技》 CSCD 北大核心 2017年第A02期173-180,共8页

对水工混凝土结构运行模态分析(OMA)几种常用方法的基本理论和研究进展进行了综述,将结构OMA方法分为频域法、时域法、时频域法和其他方法,并介绍了各种方法在水工混凝土结构模态识别中的应用情况。本文统计了国内外部分典型水工混凝土... 对水工混凝土结构运行模态分析(OMA)几种常用方法的基本理论和研究进展进行了综述,将结构OMA方法分为频域法、时域法、时频域法和其他方法,并介绍了各种方法在水工混凝土结构模态识别中的应用情况。本文统计了国内外部分典型水工混凝土结构OMA的识别结果,并与有限元计算结果进行了对比,并分析了数值计算和OMA结果差异产生的原因。根据OMA方法在水利工程领域的应用现状,对基于OMA的有限元模型修正和损伤识别的应用现状进行了介绍,指出了制约其进一步发展的关键因素,为其进一步发展提出了建议,以便为后续的研究提供参考。 展开更多

关键词 环境激励 运行模态分析 水工混凝土结构 有限元模型修正 损伤识别

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基于运行模态参数辨识的动车组异常振动在线监测技术 被引量：2

12

作者 张瑞芳 辛恩承 +2 位作者 刘峰 哈大雷 庄曦 《中国铁路》 2023年第9期1-8,共8页

针对动车组抖车、晃车异常振动发生时,振型较单一且模态阻尼比下降的特点,提出一种基于运行模态参数辨识的动车组异常振动监测技术。采用时域模态分析方法,对车体振动加速度进行实时计算,获得模态频率、阻尼比和参与因子,根据模态参与... 针对动车组抖车、晃车异常振动发生时,振型较单一且模态阻尼比下降的特点,提出一种基于运行模态参数辨识的动车组异常振动监测技术。采用时域模态分析方法,对车体振动加速度进行实时计算,获得模态频率、阻尼比和参与因子,根据模态参与因子确定当前振动的主导振型,由主导振型的模态频率判断是否存在动车组异常振动,并根据模态阻尼比对动车组异常振动的严重程度进行量化分级报警。动车组车体平稳性监测装置现场服役跟踪数据验证表明,该技术具有较高的识别精度。 展开更多

关键词 铁路安全 动车组 异常振动 抖车 晃车 运行模态 参数辨识 安全监测

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声激励下液晶屏运行模态分析

13

作者 陈东东 舒礼邦 张静 《电子产品可靠性与环境试验》 2023年第4期101-108,共8页

液晶屏作为显示器的核心部件,其模态特性分析是研究显示异常的重要方法。为此,首先,推导了声激励下基于响应传递率的模态辨识原理,提出使用条件数曲线完成极点指示;其次,设计了一套非接触式运行模态实验方案,对液晶屏进行了模态实测;然... 液晶屏作为显示器的核心部件,其模态特性分析是研究显示异常的重要方法。为此,首先,推导了声激励下基于响应传递率的模态辨识原理,提出使用条件数曲线完成极点指示;其次,设计了一套非接触式运行模态实验方案,对液晶屏进行了模态实测;然后,分析了激励类型、数目和传递率估计方法对识别精度的影响;最后,获得了液晶屏的前7阶模态参数,使用MATLAB编程绘制模态振型并与PolyMAX算法结果进行了对比验证。结果表明,该模态实验方案和参数辨识方法准确可靠,液晶屏低阶模态以弯曲振动为主,振型交替出现。 展开更多

关键词 运行模态分析 激光测振 声激励 响应传递率 液晶屏

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应变传递率运行模态分析方法及应用 被引量：1

14

作者 刘立坤 闫轲 《中国测试》 CAS 北大核心 2022年第5期51-55,64,共6页

运行模态分析方法在推导过程中多假设激励为白噪声,造成在应用上有一定的局限性。为解决此问题,提出一种利用应变测量的传递率运行模态分析方法。首先推导应变传递率表达式,利用两种不同载荷情况下的应变传递率函数构造伪频响函数矩阵,... 运行模态分析方法在推导过程中多假设激励为白噪声,造成在应用上有一定的局限性。为解决此问题,提出一种利用应变测量的传递率运行模态分析方法。首先推导应变传递率表达式,利用两种不同载荷情况下的应变传递率函数构造伪频响函数矩阵,采用频域子空间估计方法来识别系统极点,然后使用奇异值分解技术对传递率矩阵分解获得模态振型。采用有限元仿真算例和飞行颤振试验数据对所提方法进行验证,结果表明,在非白噪声激励条件下,该方法仅利用测量的应变响应就可准确识别结构模态参数。 展开更多

关键词 模态参数识别 运行模态分析 应变传递率 频域子空间 飞行颤振试验

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基于运行模态分析的某民机低频固有特性研究

15

作者 张苏华 李效法 何俊 《民用飞机设计与研究》 2018年第2期111-114,共4页

运行模态分析(Operational Modal Analysis,简称OMA)是一种基于环境激励的模态参数识别技术,是结构健康监测的重要手段。为了研究某民机在实际运行中的振动特性,在其滑跑过程中,利用加速度传感器采集飞机特定部位的振动响应信号。通过... 运行模态分析(Operational Modal Analysis,简称OMA)是一种基于环境激励的模态参数识别技术,是结构健康监测的重要手段。为了研究某民机在实际运行中的振动特性,在其滑跑过程中,利用加速度传感器采集飞机特定部位的振动响应信号。通过频域空间域分解(Frequency and Spatial Domain Decomposition,简称FSDD)的方法从响应信号中分析得到该民机特定低频模态。根据试验结果对计算模型进行修正,最终通过有限元分析(Finite Element Analysis,简称FEA)计算获得其全部低频模态。实践表明,将运行模态分析与有限元分析相结合,共同获取飞机在特定情况下的动力学特性的方法是可行的。 展开更多

关键词 运行模态分析 民机 低频 模态

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基于运行检测的小波模态参数识别 被引量：3

16

作者 韩建刚 徐晓霞 任伟新 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期27-32,共6页

众所周知结构的运行条件和实验室测试条件明显不同,在实验室中结构的特性可以较为准确的模拟,结构激励是已知的。但是对于正常使用的结构来讲,激励往往是不可测量的,同时大部分情况下是非稳态的。因此基于运行模态的结构分析方法被提了... 众所周知结构的运行条件和实验室测试条件明显不同,在实验室中结构的特性可以较为准确的模拟,结构激励是已知的。但是对于正常使用的结构来讲,激励往往是不可测量的,同时大部分情况下是非稳态的。因此基于运行模态的结构分析方法被提了出来,并将它作为传统模态分析的一个补充方法。提出基于运行检测的小波模态参数识别技术,基于小波的模态参数识别是将信号变换到时(频域),这有利于识别结构的动态特征参数频率、阻尼和振型。给出运行情况下结构振动响应数据的小波变换的振幅和相位与特征频率及阻尼之间的关系。提出小波谱分析方法,并用它来识别结构的振型。数值模拟的例子表明,采用小波的识别方法所识别的结果与频域的峰值法和时域的随机子空间方法所识别的相符。 展开更多

关键词 小波 运行模态 模态识别 峰值法 随机子空间

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基于视频测量的运行状态模态分析 被引量：8

17

作者 王彤 李俊坡 夏遵平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期157-163,220,共8页

视频测量技术通过摄像机记录被测结构的振动过程,采用图像处理方法实现对结构上测点的多目标跟踪,具备全场非接触、测试过程简便、测量精度高等突出优点。基于摄像机成像模型,采用光束法平差提取出结构测点三维方向位移振动信息,每个测... 视频测量技术通过摄像机记录被测结构的振动过程,采用图像处理方法实现对结构上测点的多目标跟踪,具备全场非接触、测试过程简便、测量精度高等突出优点。基于摄像机成像模型,采用光束法平差提取出结构测点三维方向位移振动信息,每个测点等效于一个三轴"微位移传感器",对多测点目标跟踪可视为多通道同步数据采集。对摄像机成像系统进行校准,依照结构形状特性分布测点,由结构静止时各测点的空间位置构建出测试结构的几何模型,进行视频采集和多目标跟踪获取各测点动态响应数据,采用运行状态模态分析方法,识别出被测结构的固有模态参数。基于视频测量实现了测试结构几何建模和信号采集,并与模态分析软件紧密结合,形成了完整的视频采集与分析系统,具备良好的空间域展现能力,特别适用于柔性低频结构的动态测试与分析。以轻质风扇叶片、若干树叶等结构为对象进行实验研究,验证了该技术和方法的有效性。 展开更多

关键词 视频测量 多目标跟踪 运行状态模态分析 模态参数

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运行状态下的模态分析技术简介

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《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期195-195,共1页

关键词 模态分析技术 模态频率 模态变换 模态振型 运行模态分析

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基于多参考点稳定图的斜拉桥模态参数识别 被引量：7

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作者 叶锡钧 颜全胜 +1 位作者 王卫锋 李健 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期41-47,53,共8页

针对激励未知情况下,运行模态分析容易遗漏真实模态和产生虚假模态的问题,提出了基于特征系统实现算法的多参考点稳定图算法.该算法通过设置不同的参考点,利用自然激励技术结合特征系统实现算法识别模态参数,以阻尼比、基于输出矩阵的... 针对激励未知情况下,运行模态分析容易遗漏真实模态和产生虚假模态的问题,提出了基于特征系统实现算法的多参考点稳定图算法.该算法通过设置不同的参考点,利用自然激励技术结合特征系统实现算法识别模态参数,以阻尼比、基于输出矩阵的一致模态指标和模态置信度作为判别指标,确定可信度最高的模态参数.运用该算法和增强频域分解法对大跨度斜拉桥———崖门大桥的实测数据进行识别分析.结果表明,文中算法能准确地识别出低阶模态参数,能为有限元模型修正提供良好的基础. 展开更多

关键词 斜拉桥 运行模态分析 多参考点稳定图 自然激励技术 特征系统实现算法 增强频域分解

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船舶尾部模态数值计算与测试 被引量：3

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作者 刘长卿 车驰东 闫菲 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期478-486,共9页

为了提高船舶尾部模态计算的精度,文章提出了一种尾部详细结构与船体骨架结合的简化有限元模型,应用该模型对某全回转推进船舶尾部模态进行了计算,并将其结果与另外两种传统简化模型(即尾部三维模型与尾部+一维梁混合模型)的计算结果进... 为了提高船舶尾部模态计算的精度,文章提出了一种尾部详细结构与船体骨架结合的简化有限元模型,应用该模型对某全回转推进船舶尾部模态进行了计算,并将其结果与另外两种传统简化模型(即尾部三维模型与尾部+一维梁混合模型)的计算结果进行了比较。研究发现改进模型与传统模型在尾部局部模态计算中没有明显差别,但对整体模态而言其差异随频率增大而增大。为了进一步验证模型的有效性,在航行过程中对该船舶振动情况进行了测试,并利用运行模态分析法识别尾部整体模态。通过识别结果与计算结果的比较可见,三种模型在基频(1阶弯曲)计算时误差均很小,但是在高阶固有频率计算中改进的模型误差明显小于另两种模型。 展开更多

关键词 船舶尾部模态 有限元 实船测试 运行模态分析

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