基于联合加权谱密度的结构振型频域识别方法

针对传统加权谱密度(weighted spectral density,WSD)法中加权函数指数因子选取不当导致模态振型识别精度降低的问题,建立基于联合WSD的结构振型频域识别方法,提升了WSD方法的识别精度及适用范围。根据盲源分离与振型叠加法的相似性,采用WSD方法对结构振动信号进行解耦与分离;利用预设的多个加权密度矩阵构建三维张量加权谱,并采用平行因子2模型自适应选取加权函数指数因子;在此基础之上,引入最小谱方差评判准则进行评价,从而实现模态振型分离矩阵的精确估计。三自由度系统理论模型的模态振型识别结果表明:所提方法能准确获取各阶模态振型所对应的最优加权函数指数因子,针对结构模态振型的识别精度均优于传统频域分解法和二阶盲辨识方法,即使在数据较短、频谱毛刺严重时仍具有较高的识别精度,为建筑结构模态振型识别提供了一种新的识别算法。

基于加权密度的自适应谱聚类算法

谱聚类算法中如何定义一个合适的尺度参数仍待学习。针对谱聚类算法中由高斯核函数建立的相似度矩阵对尺度参数敏感的问题,提出了一个新的基于加权密度的自适应谱聚类算法——WDSC。该算法将数据点的加权K近邻距离作为尺度参数,尺度参数的倒数作为数据点所在邻域的密度,引入新的密度差调整相似度矩阵;考虑了每个数据点的邻域分布,故对噪声有一定的鲁棒性,且对参数也不再敏感。在不同数据集上的实验以及对比实验均验证了该算法的有效性与鲁棒性。

随机路面激励下车辆系统参数对汽车行驶平顺性的影响研究

基于汽车系统动力学和随机振动理论,建立了简化的人体-座椅、车身及车轮3-DOF车辆振动模型,采用线性滤波白噪声法建立了路面激励模型,并仿真分析了常见C级路面的不平度特性。以C级随机路面激励为车辆振动系统输入,运用变步长四阶Runge-Kutta法求解了车辆系统数学模型。在时域和频域两方面,仿真分析了座椅刚度、阻尼,悬架刚度、阻尼及轮胎刚度对座椅、悬架性能的影响,以及路面不平度和车速对座椅垂向加权加速度的影响。得出了座椅加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷功率谱密度随座椅刚度、阻尼系数,悬架刚度、阻尼系数及轮胎刚度变化的规律。

利用低场核磁共振及其成像技术分析水稻浸种过程水分传递

为研究水稻种子浸种过程中内部水分流动情况,可视化内部水分传递过程,利用低场核磁共振及其成像技术,监测沈农9816号、七山占及秀子糯3个品种水稻种子48 h浸种过程。每6 h时间间隔利用自旋回波(spin echo,SE)脉冲序列获取样品的质子密度加权像,利用硬脉冲自旋回波(carr-purcell-meiboomgill sequence,CPMG)序列获取样品的横向弛豫时间T2反演谱,从而分析浸种过程对水稻种子内部水分分布的影响。试验结果表明:核磁共振是一种有效的水分检测技术,可以实现浸种过程中种子内部水分的快速、准确、无损的检测。利用水稻种子的质子密度加权像,能够直观检测到种子内部水分分布情况,动态的监测到种子内部水分流动过程,分析发现水分最初是从胚进入种子内部,继而通过种皮的渗透,最后到达胚乳部分。根据T2反演谱信号幅值计算得到的水稻种子吸水率,发现3个品种在相同浸种时间的各个监测点均反映出秀子糯吸水率最高,沈农9816号吸水率最低,试验结果验证了支链淀粉的吸水性优于直链淀粉。研究结果可以为水稻种子浸种过程中水分传递的理论模型构建提供数据支持。

11自由度非线性车辆平顺性模型的研究及应用

在分析车辆平顺性的基础上,建立了11自由度平顺性分析的模型,在传统模型的基础上增加了座椅,同时考虑了悬架的非线性因素.所建立的模型考虑了车身的俯仰及侧倾,以及座椅对车辆平顺性的影响,使分析模型更加详细和完整.利用变步长积分法得到车身的垂向振动、俯仰振动和侧倾振动加速度,以及4个座椅振动加速度,分析了不同路面、不同行驶速度和不同乘坐位置对车辆平顺性的影响.结果表明,考虑座椅的11自由度平顺性模型的分析结果更符合实际,比直接用车身来衡量平顺性的结果更精确.

烦恼率模型在车辆平顺性评价研究中的应用

在分析车辆平顺性评价方法的基础上,把建筑学振动烦恼率方法引入车辆平顺性分析中,应用烦恼率模型对车辆的平顺性进行研究,并和ISO评价法进行对比。实车试验表明基于烦恼率模型的车辆平顺性分析和ISO评价法有明显的一致性,实现了评价结果的量化,使车辆平顺性分析结果更为准确,可以为相关研究提供参考依据。

基于闪光声音信息的钢轨焊接接头质量分析

针对移动式钢轨交流闪光焊装备,采用Lab VIEW语言编制了钢轨交流闪光焊声音信息采集软件,采集了钢轨焊接接头焊接过程信息,对降噪处理后的闪光声音信号采用四种时频分析方法进行了对比分析,确定了闪光声音信息的最佳分析方法——STFT时频分析方法,在此基础上,提出了闪光声音信号加权平均频率和能量谱密度的算法,编制了相关分析计算软件,计算得到了26个焊接接头时间—能量谱密度关系和时间—闪光声音信号加权平均频率关系曲线,将曲线与焊接接头冲击断口缺陷面积进行对比分析,初步得到了钢轨闪光焊低压烧化后期及加速烧化两个阶段的能量谱密度、闪光声音信号加权平均频率与闪光焊接头灰斑缺陷之间的对应关系,即灰斑缺陷小的焊接接头在低压阶段后期以及加速烧化阶段具备两个特征:能量谱密度逐步提高,没有出现200%以上的突变;闪光声音信号加权平均频率在低压前期的基础上提高约20%以上,在加速阶段增加逐渐平缓,且不出现下降.

微型电动汽车平顺性仿真分析与试验研究

针对某款微型电动汽车平顺性不尽理想的情况,以实车参数为依据,应用多体系统动力学软件ADAMS建立包含人-座椅模型的微型电动汽车仿真模型。分别对实车及整车仿真模型完成相同频率及振幅的正弦激振试验,提取实车驾驶员座椅端面处及整车仿真模型人-座椅模型座椅端面处的时域信息进行对比分析,验证所建模型的正确性。最后,参照平顺性试验方法 GB/T 4970—2009完成整车不同车速满载工况、B级路面平顺性仿真试验,对该车行驶平顺性进行分析研究。结果证明,该微型电动汽车当车速超过50 km/h时,不具有理想的行驶平顺性能。