对功率谱密度传递率作用原理的探究

功率谱密度传递率(Power Spectrum Density Transmissibility,PSDT)是一种描述系统响应的功率谱之间关系的(复)频域函数,主要被用于作为运行模态分析的初始数据。与传统的方法不同,基于PSDT的运行模态分析具有不受激励中有色成分影响的特点,因此具有广阔的发展和应用前景。然而,现有的对PSDT的研究基本上集中于应用层面,关于PSDT的概念、性质等基础问题的讨论非常少见。从系统的角度出发,深入地讨论了PSDT与模态参数和激励中有色成分的关系,分析了不同荷载条件下能够对PSDT产生影响的因素,探究了PSDT作为运行模态分析的初始数据的作用原理。数值和实验验证的结果证明了所得到的结论的正确性。

实验室冲击响应谱比对参数识别技术研究

冲击响应谱试验一般将时域波形加速度峰值和冲击响应谱拐点频率作为比对参数,但比对方法没有统一的标准。为了提高两个参数的比对精度,建立了冲响低通滤波截止频率模型和冲击响应谱传递率模型。利用半正弦波的频谱截止频率和傅里叶变换性质建立了低通截止频率模型,并用最小二乘数值方法,求解出模型的线性项、二次项、三次项解析式,验证出实测数据和利用二次项解析式得到的数据最逼近。将多激励点冲响数据构成向量的L2-范数作为系统激励,监测的冲响数据作为系统响应,依据信号Laplace和Fourier变换关系,推导了冲击响应谱传递率模型,其模型曲线的拐点峰值明显尖锐,更易识别。两种模型提高了比对冲响时域加速度峰值的准确性,降低了冲响谱直接识别拐点频率的误差。

发动机管路系统传递特性分析方法

为克服发动机试车时管路系统无测点、无法评价振动响应的缺陷,提出了基于传递率函数和功率谱密度传递率的测试信号进行传递特性分析、预估发动机管路系统上任意未知测点的响应特性的方法。以某型发动机管路振动分析为例,首先,获取发动机管路系统结构动力特性的精确描述。通过模态试验的测试数据,对管路结构的有限元模型进行模型修正,进而得到有限元对结构动力学特性的精确仿真;然后,实现从发动机机匣到管路的振动传递。基于热试车试验,通过传递率函数分析机匣上测点振动响应之间的关系,建立机匣到管路的振动传递描述;最后,实现管路任意位置的响应预估。通过机匣上测点到管路任意点的功率谱密度传递率与试车稳态时测点的功率谱密度分析,预估管路任意位置的响应。此外,利用了两条不同的传递路径分析,得到了相近的预估结果,验证了本方法的有效性。

对PSDTOMA方法适用性的探究

基于传递率的运行模态分析(TOMA)是一种新颖的模态参数识别技术,其主要特点是能够在有色激励条件下实现运行模态分析。基于功率谱密度传递率的TOMA方法(PSDTOMA)是TOMA中最具实用性的一类方法,仅根据单一荷载条件下的响应信息即可识别模态参数。然而,PSDTOMA技术的普遍适用性一直没有得到系统研究。从理论出发,得到了一些关于PSDTOMA方法应用局限性的结论,数值和物理试验的结果随后验证了结论的正确性。