基于振型模态置信准则的斜拉桥支承状态评定方法

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。

应用模态置信准则最优解的高速自动机测点优化

针对高速自动机状态监测和故障诊断中,传感器数目难以确定,测点定位困难的问题,提出了应用粒子群优化模态置信准则的高速自动机测点优化配置方法。通过对某型高射机枪高速自动机有限元振动模态分析结果,结合试验模态测试,识别出高速自动机的振型及模态参数,并以此作为依据初选5个测点,并构建基于模态置信准则的适应度函数,通过采用该适应度函数的粒子群优化算法对这5个测点进行优化配置,解决了高速自动机机箱振动信号采集过程中测点的择优布置以及传感器定位困难及数量难以估计的问题。

基于模态置信准则计算的L(0,1)导波弯头反射研究

研究了L(0,1)模态导波在管道弯头处的反射特性,提出了一种新的基于导波模态置信准则计算的L(0,1)模态导波弯头反射分析方法.使用数值模拟方法研究了L(0,1)模态导波在弯头处的模态转换,并分析了导波激励频率、弯曲半径和弯曲角度3种因素对L(0,1)模态导波反射的影响;利用导波模态置信准则表示导波弯头反射程度,反射程度随频率和弯曲半径变化趋势与数值模拟结果进行了对比,最后进行了实验验证.结果表明:L(0,1)模态导波在弯头会部分转换成F(1,1)模态,方向与弯头拱背-拱腹方向一致;随着频率和弯曲半径增大,导波反射幅值单调减小,随着弯曲角度增大,反射幅值非单调变化;用导波模态置信准则表示弯头反射程度随频率和弯曲半径变化趋势与数值模拟结果一致,实验结果进一步验证了导波模态置信准则表示方法的正确性.研究结果将为含弯头管道L(0,1)模态导波检测提供理论指导和新的分析方法.

基于曲率模态差和模态置信的钢架损伤识别研究

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。

曲率模态和神经网络在损伤识别中的应用

以连续梁为例,通过曲率模态及改进后的模态置信准则联合确定损伤位置,并使用神经网络判定各损伤处的损伤程度。数值模拟考虑了梁不同位置及不同程度损伤情况,研究了运用曲率模态和模态置信准则进行损伤和损伤位置的识别,分析了各自方法的优缺点,通过两种方法的联合运用,使损伤位置识别准确、合理,并且说明了1阶曲率模态的局部参数是损伤程度识别较优的网络输入量,最后运用神经网络识别损伤程度。

基于试验模态的台钻动态特性研究

台钻的整体动态特性研究对于其设计和制造有一定的指导作用。试验中使用丹麦B&K的PULSE-3560C采集系统和ME'Scope软件,采用变时基采样方法并且结合增强频域分解技术对台钻进行整体试验模态分析,得到台钻模态参数。由此分析台钻的动态特性,对其整体设计提出了修改的建议,最后的试验数据可为进一步的动态修改提供理论依据。

基于自适应鲸鱼算法的桥梁传感器优化布置方法

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%。

汽轮发电机定子绕组端部模态测试与分析

汽轮发电机的定子绕组端部在运行中受到旋转电磁力的作用而受迫振动,造成安全隐患。因此,新机出厂或大修时,需对发电机定子绕组端部动态特性做出判断,以便及时排除故障,减少经济损失。以模态分析的试验法为指导,对一台汽轮发电机的定子绕组端部进行测试和试验数据分析,进而得出该发电机励端和汽端的模态振型估计结果。在测试和分析过程中发现:模态置信准则矩阵能够为可能的错误模态估计结果指出思考的方向;不理想的激励信号输入或不理想的响应信号试验数据会降低模态估计结果的精度。

基于Virtual Lab的模态试验预试验方法研究

为准确规划模态试验响应点和激励点的布置,根据响应点对模态向量的贡献量选取最佳响应组,以驱动点留数为研究对象,得到最佳激励点位置;以某风洞模型支撑系统支杆模态试验为例,对比两种响应点布置方案对最大非对角线MAC值的影响,预测各响应点对MAC值的变化趋势的贡献量;计算各驱动点的留数,选取最佳激励点。最后,通过模态拟合和模态验证检验试验结果的可信度,进而验证了预试验的合理性。

YN38CRD型柴油机机体试验模态分析

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。

基于预试验分析的复杂箱体结构试验模态研究

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。

浮筏筏架模态测试及模型相关性分析

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。

基于试验模态法的五轴水射流机床动态特性研究

基于试验模态分析理论,运用力锤激励法对五轴联动水射流机床整机进行单点激励(SISO)结构模态试验;结合响应信号,构建试验模态分析系统,获得了整机结构的低阶固有频率、阻尼比和相应的模态振型,并通过模态置信准则(MAC)进行验证;通过振动试验分析可知,机床第一、二、三阶振型为其主要振动,并找出其了振源,提出了相应的措施,以降低振动。

近海风机叶片模态局部化产生机理及定量分析研究

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。

某地铁车辆车体的试验模态分析

模态分析是对地铁车辆车体进行动态性能分析的一个重要的方法,是动力学分析的一个重要的方面。据此,采用多点激振多点拾振的方法对某地铁车辆白车身进行了模态测试,并通过MAC矩阵对试验结果进行了验证,对地铁车辆车体、悬挂设备件及其转向架等相关设备的设计与选用提供了依据。

高速磁浮U形轨道梁模态试验研究

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。

某型装备箱体模态测试传感器配置优化

针对传统模态测试试验中传感器布置中往往依赖于经验的缺点,利用模态置信保证准则(MAC)结合有效独立法与QR分解法对传感器的优化布置进行了定量的分析与评价,避免了盲目性。在操作中首先使用ANSYS与MATLAB结合对某型装备箱体进行了模态分析,获得了某型装备箱体的模态矩阵。对所得到的模态使用QR分解法确定了初始传感器位置;而后使用有效独立法缩减待选位置的数量,减小运算量,提高效率;从候选的位置中筛选出使MAC矩阵非对角元素最小的传感器位置,添加到初始位置中;通过不断的循环,直到传感器位置数量满足要求。最终所求的模态向量之间具有良好的空间夹角,能够满足在实际试验中的要求。

基于有效独立的改进传感器优化布置方法研究

随着结构健康监测技术的发展,传感器优化布置问题日趋突出。综合考虑有效独立法和模态动能法的优缺点,分别以平均加速度幅值和模态动能修正有效独立法的传感器优化布置结果,提出了两种基于有效独立的改进传感器优化布置方法———有效独立-平均加速度幅值法(EI-AAA)和有效独立-模态动能法(EI-MKE)。运用模态动能准则、平均加速度幅值准则、Fisher信息矩阵准则、截断模态矩阵条件数准则、模态置信准则评价并比较上述两种方法及有效独立法、模态动能法、有效独立驱动点留数法和有效独立驱动点残差法。实际钢井字梁采光顶结构算例结果表明,本文提出的有效独立-平均加速度幅值法(EI-AAA)和有效独立-模态动能法(EI-MKE)在考虑截断模态线性独立的同时都能自动选择具有较高平均动态响应和模态动能的测点位置,有较强的抗噪声性能,在六种方法中布置结果最为有效。

微型行波超声电机定子的参数优化设计

建立微型行波超声电机定子的参数化有限元模型,在灵敏度分析的基础上选择设计变量,设定了可反映电机输出性能的目标函数(由速度因子以及径向运动分量构成),并采用模态置信准则(Modal Assurance Criteria)自动识别出定子的工作模态,实现了对电机定子的参数优化设计。将该方法用于12mm行波型旋转超声电机定子的结构设计,最后根据设计方案加工得到样机,通过试验验证了该优化方法的有效性和正确性。

固定接触界面切向静弹性刚度问题研究

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。