Reissner能量方程视角下的改进Timoshenko梁动力学方程及其在轴力识别中的应用

在轴力识别中,动力测试法建立在杆件振动理论的基础上,因此杆件的振动方程决定了轴力识别的结果。为提高杆件轴力识别的精度,从能量角度出发,推导出轴力作用下Timoshenko梁的自由振动方程。引入缩聚假设,建立了Timoshenko梁关于位移、应力和轴力的Ressiner能量方程;使用极值定理,求得平面梁的运动和应力的平衡方程,化简上述平衡方程得到轴力作用下Timoshenko梁自由振动的方程,发现与经典结构动力学方程相比,所提出的方程多出与轴力和剪切效应有关的两项。使用本文推导的方程分别从数值模拟和试验研究两个方面对杆件进行轴力识别,发现与传统的识别方法相比精度有较大的提高,验证了其正确性和适用性。

机械振动载荷识别研究的现状与未来

回顾了机械振动中动态载荷识别研究的发展历程 ,对该技术的国内外研究现状及存在的问题作了综述。针对动态载荷所具有的短时、非平稳性等特点 ,指出可以利用模态滤波器、小波分析和分形过程分析等当前信号分析与处理前沿理论所具备的各自优点 ,构造高精度动态载荷识别模型 ,并对该领域今后的研究方向作了前瞻。

动载荷的时域识别方法及其应用

将待识别的外载荷在微小的离散时间间隔内作为线性力对待 ,在此基础上 ,实现了由结构的任一种响应或者各类响应的组合来识别未知外载荷。该方法通过模态分析方法很容易推广到多自由度系统。讨论了在识别计算中如何对离散时间间隔的选取进行控制。算例表明 ,该方法简便、有效 。

杆件轴力的一种识别方法

针对杆系结构中的轴力杆或索缆结构中的短索,提出了一种解析方法识别边界不确定杆件的绝对轴力,重点探讨了杆件抗弯刚度的影响。基于振动测试提取杆件的固有频率、位移模态或应变模态,以此构建特征方程进而识别其绝对轴力。数值算例分析表明,本方法在采用不同阶次的模态参数以及不同的杆件边界条件下都可取得相对误差3%以下的高精度识别结果,且在不测量杆件两端节点的有效长度、仅已知传感器之间的相对位置时即可实施。试验证实,基于加速度测量得到的前5阶模态参数都可基本准确地识别不同加载工况下杆件的绝对轴力,除小荷载外的多数工况都取得了相对误差10%以下的良好识别效果。

对海洋平台进行动态载荷识别的研究

介绍了采用时域正演法对离散系统进行动载荷识别的方法,它是用正分析的方法来求解反问题。采用理论分析和计算机仿真的方法并将该方法应用在海洋平台的载荷识别,结果表明只要实测信息准确,方法在理论上具有较高的精度。

不同截面杆件轴力识别的理论与试验验证

基于修正Timoshenko梁理论,考虑剪切变形及其产生的转动惯量的影响,建立改进的动力方程进行杆件轴力识别。通过建立实心圆杆,空心圆杆,矩形空心杆等的有限元模型,计算其在不同轴力作用时的频率和振型,模拟不同截面形状和尺寸、不同传感器位置和不同阶次模态对轴力识别的影响。之后在万能材料试验机上进行了杆件轴力识别试验,将识别结果与实际加载轴力对比,验证了该方法对不同截面杆件轴力识别的准确性以及实用性。理论和试验结果表明该方法具有识别精度高,不受边界条件影响和适用范围广等优点。

时域载荷识别法在海洋结构中的应用

动载荷识别的时域法是利用结构的模态参数建立结构系统在时域内的逆向模型,进而通过系统的动态响应识别输入动态载荷的过程。分析了采用时域方法对离散系统进行动载荷识别的方法,它是用正分析的方法来求解反问题。根据渤海某平台的测厚报告用ANSYS软件建立了该平台的有限元模型,采用理论分析和计算机仿真的方法相结合,将时域正演方法应用在海洋平台这种大型结构的载荷识别中,结果表明,只要实测信息准确,该方法在理论上具有较高的精度。

柴油机振动诊断方法的改进探讨

本文介绍了利用表面振动信号进行柴油机内部故障诊断的基本方法。分析了目前它在实际应用中存在的主要问题,并提出了一种新的振动诊断法,从而避免了柴油机动态特性多变性和大量的建模工作。最后,介绍了这种新方法在柴油机主轴承故障诊断中的具体应用。