仿真与实测多信息融合的机械结构外载荷反演技术

摘要

针对机械结构在复杂工况下载荷边界条件难以确定的问题,提出一种仿真与实测多信息融合的外载荷反演技术。首先建立待研究结构的有限元模型,在结构外载荷作用位置施加单位载荷,计算构件全场应变响应;然后基于D-最优设计原则得到应变测试的测点最佳布置方案和最优载荷系数矩阵,据此建立外载荷与应变间的动态响应关系;根据得到的测点布置方案,在结构上粘贴应变片,测得机械结构在实际工作过程中的动态应变历程,基于该实测应变历程以及载荷与应变的响应关系,反演结构的动态外载荷历程。以液压挖掘机工作装置为例,通过提出的方法确定其动臂的铰点载荷,并将载荷反演结果作为动臂瞬态动力学分析的输入,计算得到基底测点和非基底应变仿真值,将实测值与仿真值进行对比分析,证明了提出方法的有效性。