恢复力曲面法在颗粒阻尼器研究中的应用

提出利用恢复力曲面法来解决颗粒阻尼器的识别问题。在一般恢复力曲面法的基础上,针对颗粒阻尼器,对原方法进行了修改,在恢复力中加入了加速度项的影响。以悬臂梁附加颗粒阻尼器作为试验验证模型,用恢复力曲面模型识别了颗粒阻尼的等效阻尼比。结果表明:对于颗粒阻尼识别问题,修改后的恢复力曲面法要优于修改前的方法;颗粒阻尼器的等效阻尼比随着激振功率的增加先增加,然后呈缓慢下降趋势,等效质量则随着激振功率的增加而下降。恢复力曲面法成功地解决了颗粒阻尼振动系统的参数识别问题,为颗粒阻尼器的性能估计研究提供了一种可行的方法。

RFS-RF的局部非线性模型辨识新方法

鉴于恢复力曲面法(Restoring Force Surface,RFS)和随机森林(Random Forest,RF)模型在参数辨识领域的优越性,结合上述两种方法提出一种新的基于RFS-RF的局部非线性模型辨识方法。首先,针对局部非线性模型求解其动力响应。其次,根据获得的动力响应计算恢复力曲面与边际谱,然后再通过边际谱求解非线性指标。再次,通过多次改变结构的刚度和阻尼参数生成若干组非线性指标并建立随机森林模型。然后,将新的非线性指标作为预测集输入已经建立的随机森林模型并判断系统的非线性类型和非线性函数形式。最后,采用最小二乘法对局部非线性系统的待求参数进行精确识别。通过一个四层剪切型框架结构模型对所提方法进行验证,研究结果表明:基于RFS-RF的多自由度局部非线性模型辨识方法能够准确识别结构系统的非线性类型、函数形式以及未知参数。

基于变分水平集方法的体素模型修复

针对体素着色方法所重建出的模型存在大量空洞与缺损的问题,提出了一种模型修复方法。首先采用改进的变分水平集方法恢复出封闭完整的体素模型曲面;再利用原始体素模型的颜色信息,对新生成的模型曲面进行重着色并滤除杂色,最终完成体素模型的修复。其中,改进的变分水平集方法在水平集能量函数中引入了符号距离函数自动规整项,避免了重初始化操作;添加了新的进化加速项,防止了隐式曲面穿透模型而造成模型侵蚀。实验表明,修复好的体素模型较原模型相比具有完整的外型和平滑的色彩,且曲面恢复效率更高。

基于SVM的多自由度结构非线性模型检验及参数确定

文章提出了一种基于支持向量机(support vector machine,SVM)的非线性结构模型验证和参数确定方法。首先建立了基于结构动力响应和外激励载荷的恢复力曲面;然后利用恢复力曲面得到刚度边际谱、阻尼边际谱及非线性指标,采用主成分分析法提取结构非线性指标,利用降维指标作为训练数据训练SVM分类器,用于检测存在的非线性;最后,采用正则化最小二乘法确定了结构非线性模型参数。在数值模拟中,采用1个非线性单自由度系统和1个非线性多自由度系统来验证该方法的有效性。数值仿真结果表明,该方法是一种有效的、噪声鲁棒性强的非线性模型验证和结构参数确定方法。