CQC方法中振型相关系数的简化

为了方便结构地震反应完全平方组合(OQC)公式的工程应用,建筑抗震设计规范对其进行了简化.重点讨论了振型组合公式中振型相关系数的参数变化规律和可能的简化途径,通过对两种简化方法进行对比和分析,提出了一种新的适用范围更广的简化公式.新的简化公式适用于自振频率接近、阻尼比差异较大的相邻振型响应的组合计算.

过滤白噪声地震动模型的CQC振型相关系数计算

当地震动模型为过滤白噪声时,通过频域有理分式积分,求完全二次型组合(complete quadratic combination,CQC)振型相关系数的闭合表达式将变得困难和不实用.本研究提出将传递函数转化为状态空间方程,通过求解Lyapunov方程得到振型相关系数的方法,且通过用Kanai/Tajimi模型验证了方法的有效性.该方法可推广到常见的过滤白噪声地震动模型,避免了频域有理分式积分闭合解的冗长公式,计算量小,可靠性好,是精确解.

变压器油箱表面运行变形振型特性研究

变压器油箱表面振动信号与其内部绕组及铁心的机械状况密切相关,对其进行测量及特性分析是诊断变压器机械故障的重要手段之一。传统的单点测量方式受油箱固有模态特性的影响,使得拾取的信号因测点位置不同而产生很大的差异,且随正常工况波动而变化,限制了该方法的进一步现场应用。该文首先提出变压器油箱表面运行变形振型(ODS)的测量方法;然后在空载及负载试验条件下,分别研究了不同电压和电流时变压器油箱表面的ODS特性,提出了利用振型相关系数(SCC)判断ODS变化程度的方法;最后研究了绕组压紧程度松动时变压器油箱的ODS特性。结果表明:不同测点加速度为多频率复合的周期稳态准同步信号,因各点信号相位相同或相反使得整个表面振动分布呈现波动形式,且不同频率最大振幅出现的位置也有所不同。加载电压及负载电流的变化会直接影响油箱表面振动加速度幅值,但并不影响整体形态,SCC接近于1,即各点间振动幅值比值不变,振动相位不变。与正常情况下相比,绕组松动时SCC远小于1,说明ODS发生了明显变化。该研究工作为基于振动信号的变压器绕组及铁心机械状态评估和故障诊断提供了一条新思路。

基于振动参数图像融合灰度共生矩阵的电抗器机械状态辨识方法

为更有效地监测电抗器的工作状态,提出一种基于振动参数图像融合灰度共生矩阵的电抗器机械状态辨识方法。首先对电抗器施加不同大小的电压、预紧力以模拟不同工况,在采用工作变形分析的基础上,利用灰度共生矩阵提取不同工况下工作变形分析云图的纹理特征,引入能够定量表征电抗器振动情况的振型相关系数,进而得到电抗器振动参数结合工作变形分析灰度图纹理特征的融合特征矩阵,最后利用支持向量机实现电抗器的状态辨识。通过模拟绕组松动故障试验,将所提方法与单一基于灰度共生矩阵的常规辨识方法进行比较,实验结果表明:所提方法能够有效地提取电抗器振动信号特征参量,且诊断精度相较于常规方法有明显提升,准确率可达93.6%。

一种基于QR分解的逐步累积法传感器配置

讨论了试验 /分析振型匹配过程中的传感器配置问题。为了使振型相关系数 MAC可以满足振型匹配的要求 ,以 MAC的最大非对角元为目标函数 ,提出了一种逐步累积算法。方法由系统振型矩阵转置的正交分解 (QR分解 )获得传感器配置初始方案 ,然后逐步增加可以降低此初始配置MAC非对角元的结构自由度 ,直到其达到指定的阀值。

网壳结构模态局部化现象的试验检验

通过一个凯维特型单层球面网壳结构的缩尺模型试验,对网壳结构的模态局部化现象进行研究。定义了模态局部化现象的定量描述指标,试验中通过附加节点质量和削弱杆件截面构造结构物理参数发生改变的工况,采用准确度高的试验模态分析法对各工况下的结构进行模态测试,随机测取了3个结构模态,对各种工况下这3个结构模态的振型变化和局部化情况进行了分析。结果表明,网壳结构物理参数的小量变化可能引起某些结构振型发生比较明显的变化和局部化,在进行网壳结构的抗震计算和损伤识别时有必要考虑模态局部化的影响。

双向地震动作用下结构反应的组合方法

假定双向地震动模型为平稳白噪声模型 ,考虑地震动的空间相关性 ,用随机过程理论建立了双向地震动作用下结构反应的组合方法 ,给出了双向地震动输入下振型相关系数公式 .并选一 1 2层偏心结构进行计算 ,与振型位移法结果比较 。

某型起重机械低阶模态实测的传感器优化配置

为了在某型起重机械的低阶模态实测实验中获得较高质量的动力学信息,从参数识别的不确定性和多阶模态的振型匹配两个角度,以信息熵和振型相关系数矩阵的最大非对角元两个优化准则给出优化目标函数,采用逐步累积算法,对现场实验传感器配置进行优化.另外在低阶模态振型矩阵中加入高阶模态,验证优化算法的有效性.

响应面在磁悬浮轴承转子模型修正中的应用

精确的磁悬浮轴承转子有限元模型对转子动态特性的研究及控制器的设计有着重要的作用。对于磁悬浮轴承转子的硅钢片圈、传感器基准环和光轴的过盈配合,有限元模型采用简化处理,使得转子弯曲刚度产生误差。为了获得精确的磁悬浮轴承转子有限元模型,需要利用响应面代理模型对有限元模型进行修正。以一个磁悬浮轴承转子为例,以模态频率和振型相关系数(MAC)为目标建立响应面,对转子的有限元模型进行修正。建立的响应面精度很高,修正后的有限元模型分析的模态频率、振型向量和试验值基本一致。结果表明,应用基于响应面的磁悬浮轴承转子模型修正方法修正过的有限元模型更加精确。

建筑结构抗震分析的改进反应谱法

目前各国抗震设计规范推荐采用反应谱法进行结构抗震分析。传统反应谱法需要采用地震动白噪声假定和峰值因子一致性假定,对于大规模复杂建筑结构地震响应的计算结果造成较大影响。为了摒弃上述2个计算假定,采用直接迭代法获取与规范反应谱完全等价的地震动功率谱,并计算获得振型相关系数曲面和振型峰值因子曲线。在此基础上,利用结构响应峰值的精确CQC组合公式,提出一种改进反应谱法,以获取具有明确超越概率信息的地震响应峰值。针对某复杂高层建筑结构进行抗震分析,全面剖析了传统反应谱法中地震动白噪声假定和峰值因子一致性假定的影响规律,并验证了改进反应谱法与随机振动方法具有同样的计算精度。改进反应谱法所需用到的振型相关系数和振型峰值因子可以由规范反应谱完全确定,具有良好的工程应用前景。

铀燃料元件厂氧化装置的地震响应分析

通过改进的CQC组合法对铀燃料元件生产厂氧化装置进行地震响应分析,并对其进行了应力评定,理论和实践表明,该方法适用范围更广,可以为试验和生产提供参考和依据。