柔度矩阵

摘要： 根据高压输电线路检测环境,提出一种高压输电线路巡检机器人。以该输电线路巡检机器人为研究对象,采用Denavit-Hartenberg法建立巡检机器人的连杆坐标系,推导巡检机器人的变换矩阵。并应用微分变换法推导巡检机器人的雅可比矩阵,得到操作空间外力(速度)与关节空间内力(速度)的线性映射关系。机器人操作臂的刚度影响整个机器人的动态特性和定位精度,建立巡检机器人的操作臂刚度矩阵,推导了机器人的末端柔度矩阵。通过关节传递运动和动力,得到末端执行器因各个关节力作用而产生的变形方程,结合变形模型计算末端执行器的最大变形量,并在ANSYS中进行验证末端的最大变形量。最后利用机器人在单位力作用下末端执行器的最大变形量选择最佳的反解路径。

摘要： 气体稀薄效应和轴瓦弹性变形对微流体设备中气体微型轴承润滑特性影响显著。根据Veijola提出的稀薄气体有效黏度模型,采用有限元法建立柔度矩阵计算轴瓦表面弹性变形量,并推导考虑有效黏度与弹性变形影响的修正Reynolds方程。通过联立求解超薄气膜润滑修正Reynolds方程、稀薄气体有效黏度方程和三维轴瓦弹性方程,分析轴瓦弹性模量、气体有效黏度、轴承结构参数以及扰动频率对其静动态特性的影响。结果表明:气体稀薄效应显著降低了微型轴承的承载能力;微型轴承的承载力随偏心率和轴承数的增加而增大;增加轴瓦柔性可提高微型轴承的承载能力和摩擦因数,而考虑气体有效黏度的弹性微型轴承承载力和摩擦因数较小;相比刚性表面微气体滑动轴承,轴瓦弹性模量的减小显著增加了动态刚度系数且降低了微型轴承的直接阻尼系数,而考虑稀薄效应引起的气体有效黏度效应降低了轴承直接刚度的同时增加了直接阻尼系数。

摘要： 电液伺服阀衔铁组件是连接电-机械转换器和液压放大器的柔性构件,其刚度是影响伺服阀动静态特性的重要因素。针对衔铁组件精密零部件刚度的精确分析理论欠缺的问题,将衔铁组件等效为变截面弹性组合梁结构,考虑剪力对结构变形的影响,建立了基于能量守恒原理的衔铁组件柔度矩阵静力学解析模型。进一步,提出了弹簧管、反馈杆、挡板刚度以及组件综合刚度的高精度计算方法,并作了弹簧管刚度测量和反馈杆柔度测量,理论计算结果与测量结果吻合。所建立的衔铁组件柔度矩阵模型及刚度计算式可为衔铁组件柔性构件的匹配设计和精密零件的刚度标定提供依据。

摘要： 空间机械臂在执行空间任务时具有不同的构型,采用有限元法分析它在各构型下的基频时工作量巨大而难以实现。为此,提出一种基于柔度矩阵理论建模的计算方法并进行验证。根据机械臂结构特性建立运动学模型;提出柔度矩阵理论建模的计算方法;通过有限元仿真分析机械臂2种典型构型,验证柔度矩阵理论;对机械臂进行地面展开基频实验。结果表明:柔度矩阵计算偏差为3.4%,理论分析基频与有限元计算基频偏差为1%,验证了所提出的柔度理论建模方法对机械臂在轨基频计算的准确性;理论分析基频与实验基频偏差为7.2%,偏差主要来源于有限元仿真,满足工程上10%的偏差要求。该方法将柔度矩阵与机械臂构型相结合,能快速计算机械臂在不同构型下的基频。相对于有限元法,该方法得到较大简化,具有一定的工程应用价值。

摘要： 以16 m跨径空心板单梁为研究对象,研究基于附加质量块的质量归一化方法和模态柔度法测试预测桥梁模态挠度的准确性和工程可行性。基于环境激励测试16 m单梁在施加质量块前后的模态参数,提出包含相对频率改变平方项的振型质量归一化计算方法,预测单梁在多级竖向静力荷载作用下的模态挠度,将模态挠度与实测静挠度进行比较,研究8种附加质量工况下单梁模态挠度的测试预测精度,分析附加质量占比以及质量块的数量对预测精度的影响,分析传感器数量对模态挠度预测精度的影响。结果表明,在环境激励下,5个传感器与8个传感器模态挠度预测精度基本一致,满足工程精度要求;基于附加质量块预测的模态挠度可代替实测弹性静挠度,进而评估桥梁的实际刚度状态;附加质量块质量占梁体总质量约10%时,模态挠度的预测相对误差小于8%,预测精度较高。在实际工程应用中,可适用于其他跨径桥梁;在附加质量块占比相同的情况下,多个小质量快的模态挠度预测精度优于大质量块;仅利用单梁前两阶竖向模态即可获得较精确的模态挠度。

摘要： 基于金属微观晶体结构,采用Timoshenko梁模型分别建立了体心立方(BCC)及面心立方(FCC)晶格材料等效杨氏模量理论模型,确定了晶格材料的柔度矩阵。讨论了结点效应、剪力等对晶格材料等效杨氏模量的影响。结果表明:理论模型与有限元数值模拟结果吻合较好;晶格结点对BCC及FCC晶格等效杨氏模量及剪切模量均有较大影响,忽略结点效应将低估晶格材料的线弹性力学性能;FCC比BCC晶格有更高的比杨氏模量,BCC比FCC晶格有更高的比剪切模量。此外FCC晶格材料较大多数晶格材料具有更高的抗压比刚度。

摘要： 以叶片柔度矩阵为破坏损伤识别指标,结合量子粒子群算法,通过构造破坏前后广义柔度矩阵差和物理参数之间的变换关系,使广义柔度矩阵识别差问题转变为优化问题,建立风力机叶片损伤鉴定方法。分别对20 kW和5 MW风力机叶片进行了损伤识别,损伤程度与真实值的误差小于5%,验证了该方法的正确性和可靠性。该方法适用于典型的风力机叶片损伤识别。

摘要： 为研究基于环境激励的在役连续梁桥承载能力评定方法的可行性,根据《公路桥梁荷载试验规程》设计桥梁静载试验方案,利用随机子空间法测量识别桥梁在环境激励下的模态参数,结合桥梁有限元模型提取集中质量矩阵,对桥梁实测模态振型进行质量归一化,识别桥梁的实测位移柔度矩阵,预测桥梁在静力荷载作用下的实测模态挠度,最后结合规范对桥梁承载能力进行评定.以4跨连续梁桥为实例建立损伤桥梁有限元模型,基于有限元数值模拟环境激励,预测了该连续梁桥的柔度矩阵和试验荷载下的模态挠度,并与初始无损桥梁的理论设计挠度进行对比,计算了静载试验校验系数.结果表明:各测点挠度的最大相对误差不超过6％,基本满足工程精度要求,根据规范判断该损伤桥梁承载能力不满足设计要求;该方法能够准确评估既有桥梁的承载能力,基于环境激励的连续梁桥承载能力评定方法具有较强的有效性和可行性.

摘要： 为研究高层建筑结构动力损伤识别方法,首先通过数值仿真分析,设计8种损伤工况,分别进行了曲率模态、柔度矩阵及其推广的系列损伤识别方法可行性研究;然后基于可行性研究结果,提出综合灵敏度损伤识别方法;最后对结构进行动力测试,拾取其模态信息,利用提出的方法进行损伤定位,并与常规检测结果进行对比.结果显示,所提出的方法可有效识别结构损伤,可为相关工程提供参考.

摘要： 基于有限元模型建立模态柔度矩阵进行模态振型和固有频率与边界刚度系数间的灵敏度分析,推导柔度矩阵与边界支撑刚度及斜拉桥索刚度之间的灵敏度系数矩阵,建立实测挠度和理论挠度的差值与刚度修正值之间的关系表达式,并以实际斜拉桥的缩尺结构为试验模型进行静载试验,以挠度残差为目标函数对有限元模型进行修正,验证本模型的可行性.研究结果表明:模型经过修正后,挠度理论值和试验值基本一致,可为类似工程研究和应用提供借鉴.

摘要： 与结构的刚度矩阵不同,结构柔度矩阵的精度基本由结构的前几阶频率和模态所控制.通过利用结构柔度矩阵的这一特殊性质,本文提出了一种进行结构损伤识别的新方法.在本方法中,首先通过利用测试数据,即结构前几阶的频率和模态构造出较为精确的结构柔度矩阵,同时通过在结构的部件上施加单位载荷并获得其对应应变的方法,可以将整体结构的柔度信息转化为结构中局部部件的刚度信息,从而能有效地进行结构中损伤位置的判断,本文通过数值算例验证了该方法的正确性,同时,对测试数据不全和含有噪声等情况分别进行了讨论.

摘要： 损伤定位向量法是基于柔度矩阵所发展之结构损伤探测方法,凡以损伤定位向量为荷载作用下之杆件应力趋近于零者,即为潜在之受损杆件。损伤定位向量可由结构受损前后之差异柔度矩阵进行奇异值分解得到,柔度矩阵则由结构之状态空间系统矩阵萃取而得。本文采用信息矩阵系统识别法,在离散时间状态空间模型架构下,由系统输入-输出讯号之相关函数识别出等效之状态空间系统矩阵。本研究以平面结构为对象,经由一系列振动台地震模拟试验。充分验证状态空间DLV损伤识别法可由结构之全域反应(楼层绝对加速度)定位出局部受损。在完全观测条件下,无论是单一或复数楼层受损,皆可精准定位出受损楼层;在观测不足但受损楼层有观测时,无论是单一或复数楼层受损,在所考虑之各种观测组合下,都能将受损楼层定位出来;唯在受损楼层未作观测时,则无法辨识受损位置。

摘要： 本文对真三轴试验结果的应用进行了介绍。真三轴试验能够得到土体主应力和主应变,可以研究土体在复杂应力状态下的应力各向异性。在有限元等数值计算里,需要用到分量关系,因为土体应力应变关系受应力路径,应力状态,应力历史影响,简单采用转轴公式,转换后的柔度矩阵会出现主元不占优的情形。通过对剪切模量作各向同性的假设,将主空间柔度矩阵扩展成分量空间的形式,再采用转轴公式,可以得到比较合理的结果。

摘要： 本文针对剪切型框架结构,分析比较了利用结构振型曲率、残余力向量、结构柔度矩阵和结构一阶振型斜率改变判别结构损伤位置的效果.研究表明,由结构振型曲率的改变不能正确识别结构损伤位置;由结构的残余力向量能够识别结构损伤位置,但需要预先获得结构完好状态下的刚度矩阵;由结构柔度矩阵的改变能够识别结构损伤位置,但必须获得结构完整模态,包括难以准确测得的结构高阶模态,否则可能会造成漏判误判损伤;利用结构一阶振型斜率的改变能够有效克服上述缺点,简便、准确的识别结构损伤位置.

摘要： 本文基于柔度矩阵研究了桥梁结构多位置损伤识别的方法,并区分了横向柔度和转角柔度的概念.以简支梁为例进行有限元仿真验证,结果表明横向柔度曲率和转角柔度斜率在判断桥梁结构损伤位置时,不需要原结构的模态参数,只需损伤结构的一阶模态参数,即可得到很好的识别效果.

摘要： 对于船舶工程、机械工程、海洋平台等大量使用板结构的大型工程,对板结构进行损伤分析有重要意义。柔度曲率法经常见于梁结构等简单结构的损伤识别。本文以柔度曲率为识别参数,首次针对板结构进行了损伤仿真分析并提出了关于板结构的分析方法。柔度曲率法既有较高的灵敏度又避免了使用原结构的模态参数,这对没有原始结构模态参数的损伤识别技术显得尤为重要,而且仅需要损伤结构的低阶模态信息即可进行损伤识别。文中的算例分析表明,使用柔度曲率法对板结构进行损伤识别,可以得到良好的结果。

摘要： 对于船舶工程、机械工程、海洋平台等大量使用板结构的大型工程,对板结构进行损伤分析有重要意义。柔度曲率法经常见于梁结构等简单结构的损伤识别。本文以柔度曲率为识别参数,首次针对板结构进行了损伤仿真分析并提出了关于板结构的分析方法。柔度曲率法既有较高的灵敏度又避免了使用原结构的模态参数,这对没有原始结构模态参数的损伤识别技术显得尤为重要,而且仅需要损伤结构的低阶模态信息即可进行损伤识别。文中的算例分析表明,使用柔度曲率法对板结构进行损伤识别,可以得到良好的结果。

摘要： 对于船舶工程、机械工程、海洋平台等大量使用板结构的大型工程,对板结构进行损伤分析有重要意义。柔度曲率法经常见于梁结构等简单结构的损伤识别。本文以柔度曲率为识别参数,首次针对板结构进行了损伤仿真分析并提出了关于板结构的分析方法。柔度曲率法既有较高的灵敏度又避免了使用原结构的模态参数,这对没有原始结构模态参数的损伤识别技术显得尤为重要,而且仅需要损伤结构的低阶模态信息即可进行损伤识别。文中的算例分析表明,使用柔度曲率法对板结构进行损伤识别,可以得到良好的结果。

摘要： 对于船舶工程、机械工程、海洋平台等大量使用板结构的大型工程,对板结构进行损伤分析有重要意义。柔度曲率法经常见于梁结构等简单结构的损伤识别。本文以柔度曲率为识别参数,首次针对板结构进行了损伤仿真分析并提出了关于板结构的分析方法。柔度曲率法既有较高的灵敏度又避免了使用原结构的模态参数,这对没有原始结构模态参数的损伤识别技术显得尤为重要,而且仅需要损伤结构的低阶模态信息即可进行损伤识别。文中的算例分析表明,使用柔度曲率法对板结构进行损伤识别,可以得到良好的结果。

摘要： 对于船舶工程、机械工程、海洋平台等大量使用板结构的大型工程,对板结构进行损伤分析有重要意义。柔度曲率法经常见于梁结构等简单结构的损伤识别。本文以柔度曲率为识别参数,首次针对板结构进行了损伤仿真分析并提出了关于板结构的分析方法。柔度曲率法既有较高的灵敏度又避免了使用原结构的模态参数,这对没有原始结构模态参数的损伤识别技术显得尤为重要,而且仅需要损伤结构的低阶模态信息即可进行损伤识别。文中的算例分析表明,使用柔度曲率法对板结构进行损伤识别,可以得到良好的结果。

摘要： 本发明公开了一种基于广义柔度矩阵的外荷载墩顶位移计算方法，包括如下步骤：节点划分；计算单位力作用下桩基承台底面中心点处的水平位移和转角位移、墩身弹性变形、受荷节点处位移和转角、受荷节点以外各节点的位移从而形成单位力柔度矩阵；计算单位力矩作用下桩基承台底面中心点处的水平位移和转角位移、墩身弹性变形、受荷节点处位移和转角、受荷节点以外各节点的位移从而形成单位力矩柔度矩阵；利用单位力柔度矩阵和单位力矩柔度矩阵形成总位移通式；非节点集中力等效计算；分布荷载等效计算。本发明能够进行各类型外荷载引起的墩顶位移的计算，适用任意墩形，适用各作用点位置的节点力、分布力。

摘要： 本发明公开了一种识别拉杆转子界面局部脱开位置和程度的广义柔度矩阵法，通过对系统施加振型约束，得到能够使用任意单阶模态识别拉杆转子界面局部脱开位置和程度的改进广义柔度矩阵法。当燃气轮机拉杆转子界面发生局部脱开时，通过实测其临界转速和轴心涡动轨迹，结合转子静止时的固有频率和振型，即可监测出拉杆转子界面脱开的位置和程度。本发明能够使用任意单阶模态参数识别拉杆转子界面脱开的位置和程度，可为重型燃气轮机拉杆转子安全稳定运行及故障诊断提供指导。

摘要： 一种利用柔度矩阵指标辨识弹性支撑梁结构刚度薄弱环节的方法属于机械振动测试领域。该发明考虑了能等效为弹性支撑梁结构的机床结构，以弹性支撑梁结构有限元模型为数值算例，利用状态空间法获取各测点的动态测试数据，通过对整体结构的柔度矩阵与整体结构的刚度矩阵各数值倒数差值的乘积得到薄弱参数矩阵，提取其对角线元素得到薄弱指标，比较薄弱指标的变化来识别结构的刚度薄弱环节。采用单元弹性模量E的减弱来模拟刚度薄弱环节，研究了弹性支撑梁结构单个单元和两个单元的刚度减弱和噪音参与的情况下频响函数指标的辨识效果。该方法克服了有限元分析中结合面建模不准确问题，也能克服Update算法收敛和盲目性问题，同时便于工程应用。

摘要： 本申请公开了一种基于结构有限元模型的结构柔度矩阵生成方法、装置、设备及介质，涉及航空航天飞行器技术领域，包括：基于与目标飞行器中的目标部件对应的离散单元类型、离散单元尺寸与离散单元分布生成结构有限元计算网格，以创建目标部件的结构有限元模型；从结构有限元模型中筛选出表面网格点，从表面网格点筛选出若干个目标表面网格点，以得到目标网格点集；分别获取目标网格点集中所有目标表面网格点在不同预设自由度下的位移响应，并基于预设自由度顺序，将每一位移响应进行组装以得到目标部件的结构柔度矩阵；基于结构柔度矩阵对目标部件进行静气动弹性耦合模拟。提高获取结构柔度矩阵的灵活性以及容易度。

摘要： 本发明公开了一种测试桥梁应变柔度矩阵的方法，先根据桥梁的设计图纸建立有限元模型并设计加速度传感器布置方案，再利用布设在桥梁上的加速度传感器采集桥梁在环境激励下的竖向振动加速度响应，应用模态识别方法识别桥梁的基本模态参数如振型、频率，依据桥梁有限元模型获取结构的集中质量矩阵并计算振型质量归一化系数，然后对实测振型进行归一化，利用归一化振型计算桥梁的应变振型和应变柔度矩阵，进而可以预测桥梁的模态应变，从而实现方便快捷地测量桥梁实际应变的目标。

摘要： 本发明公开一种基于柔度矩阵对角元素变化的起重机械主梁结构损伤识别方法，首先，根据结构尺寸与破损识别要求对待测主梁进行单元划分，设置主梁模型破损前、后的激励点；其次，通过多点输入单点测量的模态实验分别测得起重机械主梁结构破损前、后的时域振动信号，基于频响函数估计得到结构振型和频率等动力参数；然后，读取模态实验对应的原始测试文件，基于模态置信度对实验振型进行匹配；最后，通过破损前后的各阶模态频率和振型等计算各划分单元的局部柔度，所得柔度矩阵作差并提取对角元素比较进行结构的破损定位。本发明无需停机操作，有利于实时监测，且对2mm以上深度的锈蚀损伤都有较好的定位效果。

摘要： 本发明公开了一种基于广义柔度矩阵的外荷载墩顶位移计算方法，包括如下步骤：节点划分；计算单位力作用下桩基承台底面中心点处的水平位移和转角位移、墩身弹性变形、受荷节点处位移和转角、受荷节点以外各节点的位移从而形成单位力柔度矩阵；计算单位力矩作用下桩基承台底面中心点处的水平位移和转角位移、墩身弹性变形、受荷节点处位移和转角、受荷节点以外各节点的位移从而形成单位力矩柔度矩阵；利用单位力柔度矩阵和单位力矩柔度矩阵形成总位移通式；非节点集中力等效计算；分布荷载等效计算。本发明能够进行各类型外荷载引起的墩顶位移的计算，适用任意墩形，适用各作用点位置的节点力、分布力。

摘要： 本发明涉及一种快速提取Nastran有限元模型柔度矩阵的方法，属于气动弹性计算领域,其包括第一，建立柔度输入文件并获取柔度输入文件内的柔度参数；第二，获取柔度计算输入文件；第三：将柔度输入文件中柔度参数写入柔度计算输入文件；第四：将写入后的柔度计算输入文件输出为柔度计算输出文件，柔度计算输出文件经Nastran计算后输出柔度诊断文件；第五：根据柔度诊断文件内信息生成柔度矩阵。本发明的快速提取Nastran有限元模型柔度矩阵的方法可实现以下优点：1)用户可快速获得计算所有选定结点柔度的Nastran软件输入文件，省去手工建立的繁琐；2)用户不仅能快速获得柔度矩阵，还可直接获得柔度矩阵的主对角线项；3)提高了工作效率和准确性。

摘要： 本发明提供了一种风洞试验支撑装置的空间柔度矩阵确定方法，该方案针对风洞试验支撑装置的等效柔度矩阵建模和确定，能够利用有限元计算结果确定空间柔度矩阵的每个元素。风洞试验支撑装置的空间柔度矩阵确定方法中，首先是根据结构力学基本原理建立风洞试验支撑装置的空间柔度矩阵；然后是采用有限元计算方法计算三个方向单独加载时的风洞试验支撑装置位移响应；最后是根据位移响应结果计算风洞试验支撑装置的空间柔度矩阵中的每一个元素。在得到风洞试验支撑装置的空间柔度矩阵之后，采用复合加载工况对获得空间柔度矩阵进行检验。能在保证风洞试验支撑装置的空间柔度矩阵参数确定精度的同时，又能有效减小计算代价，具有较强的工程应用价值。

摘要： 本实用新型提供一种机翼柔度矩阵的测量装置。该机翼柔度矩阵的测量装置包括：形变测量装置、模型支撑装置、工作平台、移动装置、施力机构和数控定位系统，移动装置设置在工作平台上，施力机构设置在移动装置上，数控定位系统分别与移动装置和施力机构电连接；模型支撑装置固定在工作平台的端部，数控定位系统控制移动装置在工作平台上移动，以使移动装置带动施力机构移动，并控制施力机构向机翼的不同位置施加压力；形变测量装置固定设置在靠近工作平台的位置处，测量机翼的变形量。该机翼柔度矩阵的测量装置其结构简单，测量准确，测量过程容易操作，进而在提高机翼柔度矩阵测量的准确性的同时，降低了工作人员的工作量。