模态参数

摘要： 文章利用一种简单而易于操作的实模态规范化方法,推导实模态的一阶、二阶灵敏度及其梯度向量和海森矩阵的全模态算法公式,并提出一种实用的模态截断准则,形成全新的实模态灵敏度的截模态算法,从而成功构建实模态的一阶、二阶泰勒近似式,为灵敏度分析在结构优化与控制、损伤识别和模型修正等工程领域中的应用提供高精度的算法支撑。最后利用数值算例说明该文算法是正确的和有效的,并且具有较高的精度。

摘要： 文中将白车体简化为欧拉梁,通过数值计算分析支撑刚度与车体1阶垂向弯曲频率的关系;同时利用有限元软件对车体进行仿真分析,验证了车体简化模型的正确性;最后通过现场试验测试,研究系统支撑刚度对车体模态参数的影响。对车体结构设计、车下悬挂设备研究均有一定的借鉴和指导意义。通过数值计算、有限元仿真以及现场模态试验可以得出:随着支撑刚度的增加,车体1阶垂向弯曲频率呈缓慢增加趋势;支撑刚度对车体1阶垂向弯曲频率影响不大。

摘要： 针对模态试验中使用加速度计时附加质量大、不易安装且对于结构曲率变化不敏感等问题,提出使用应变阵列测量位移模态与曲率模态。以悬臂梁为例,通过改变应变阵列的布置方法测量梁的位移和曲率模态,并与使用加速度计的模态分析结果进行对比。实验结果表明:通过改变应变阵列布置方法,可有针对性地提取结构的位移模态与曲率模态,且模态识别效果较好。与使用加速度计相比,应变阵列的主要优点在于其附加质量小,易于安装且能适用于复杂结构,成本低廉。

摘要： 基于某大跨斜拉桥5根拉索1年的加速度和温度监测数据,系统分析了在良好天气和暴雨天气下拉索模态参数和索力的变化特征.使用快速傅里叶变换和随机子空间法识别模态频率和阻尼比.对比发现,暴雨天气下拉索振幅大,低阶模态的振动明显,模态阻尼比在两种天气下有一定的差异性.使用频率法计算得到了各拉索连续一年的索力值,其为非平稳时间序列,且具有年和日周期性的波动.索力-索温关系分析表明,各拉索索力-索温的关系各不同,同一根拉索在不同温度范围内的索力-索温关系也可能存在很大的差异.使用半功率带宽法计算得到了各拉索连续一年的阻尼比,得到了自相关函数和其自功率谱,并拟合得到了阻尼比的边缘概率密度分布函数.分析表明,各拉索阻尼比具有时长为1 d、12 h、6 h的周期成分,其边缘概率密度函数可用Burr分布描述.拉索的阻尼比受环境温度的影响较小,受车辆荷载的影响较大.

摘要： 基于模态参数的结构损伤识别方法是振动损伤识别领域中应用最为广泛的方法。利用模态参数灵敏度构建结构损伤方程组,对其进行求解可以识别结构损伤位置和程度。由于实际工程中模态参数不完备性和噪声的影响,结构损伤方程易出现病态问题,直接求解可能产生错误的结果。为了解决这一问题,可以引入正则化方法进行求解。然而,各类正则化方法的基本原理、区别和联系及其在结构损伤识别中的应用没有系统的研究和对比。本文梳理了几类常用的正则化方法,对比分析其在基于模态参数灵敏度的损伤方程组求解中的适用性,讨论损伤程度、噪声水平和测点数目对几类方法识别结果的影响,为结构损伤识别中的正则化方法选择提供依据。通过连续梁和框架结构数值算例分析表明,在求解损伤方程的应用中,L1范数正则化方法鲁棒性较强,贝叶斯正则化方法次之,奇异值截断算法和L2范数正则化方法的鲁棒性较差;L1范数正则化方法能够产生更少的假阳性损伤单元,受噪声和测点数目影响较小,更适合损伤识别的应用。

摘要： 本文对最小二乘复频域法模态参数识别算法进行改进,利用加权综合频响函数得到稳定图,通过分组加权的最优模态参数自动识别算法对系统模态参数自动识别。最后通过仿真的三阶物理模型进行系统模态参数识别,验证了本方法的可行性与正确性。

摘要： 针对静态人群-结构相互作用下人行桥模态参数影响进行试验研究,以实验室钢结构玻璃人行桥为研究平台.研究内容如下:测试环境激励下人行桥动力参数;测试静态人群作用在人行桥不同位置、不同姿势下结构的动力参数变化.结果表明:静态人群-结构相互作用下,随着作用人数增加,结构自振频率逐渐降低,阻尼比逐渐增大.坐姿对结构频率影响最大;四人作用下结构自振频率由空载时的4.381 Hz减小至3.643 Hz,降低了16.8%;半蹲姿势对阻尼比影响最大,四人作用下结构阻尼比由0.660%增加至4.888%,增加了640.6%.静态人群位于某阶振型峰值点处时,对应此阶模态结构频率最小,阻尼比最大.

摘要： 结构的模态参数识别一直是结构健康监测的基础和重点,其能评估结构状态、识别结构损伤,对结构的后续维护具有重要意义,对古建筑结构亦是如此。西安城墙属于中国第一批重点文物保护单位,其模态参数识别更是需要重视。在西安城墙瓮城处城墙布设速度与加速度动力特性监测系统,通过现场动力测试试验,获取复杂交通环境激励下城墙振动响应数据;通过特征系统实现算法(ERA)、随机子空间法(SSI)和峰值法(PP)3种模态识别方法相结合,对响应数据进行结构模态参数识别,获取该区域城墙模态参数;结合城墙数值有限元模型,对比3种方法所得的模态参数,建立有效的结构动力模型。结果表明:3种方法均可以在环境激励下有效识别结构的模态频率并最终得出振型,验证了该3种模态识别方法对古城墙模态参数识别的可行性。

摘要： 通过介绍脉动测试原理引出环境激励法间接识别大跨径结构模态参数的方法。讲述斜拉桥动力特性及其理论分析,运用子空间迭代法对桥梁结构进行动力特性分析。结合工程实例,分析实测数据与理论计算结果,发现有限元软件对大跨径斜拉桥进行模态分析的适用性,验证了环境激励法识别固有模态参数的可行性。

摘要： 利用LMS Test.Lab模态分析系统对某装载机发动机动力组件刚体进行了工作模态测试分析,首先测试各响应点怠速工况下振动信号,再测试从怠速匀速升高到最高转速的振动信号,经信号处理、集总、定阶、拟合振型后得到发动机动力组件各阶模态参数。对主要模态进行了分析,为整车NVH性能改进提供了参考。

摘要： 传统的运载火箭模态参数设计方法难以满足新形势对运载火箭研制的快速、高效等要求,为此研究了一种运载火箭模态参数快速分析技术:通过分析运载火箭的传统模态分析方法及流程,基于Delphi语言运用CAD和CAE集成、人机交互、数据库等开发的关键技术,直接利用大型商业软件,通过软件工程化的方法构建了运载火箭模态参数快速分析平台.该平台以运载火箭结构设计参数为输入条件,可快速、高效地对其全箭的模态参数和结构方案的可行性进行分析,并通过一个实例验证了此项技术的正确性和可行性.该项技术为运载火箭研制提供了一种新的思路方法.

摘要： 在简要介绍了目前常用的基于环境激励的结构模态参数识别方法的基础上,针对某机库网架和石家庄裕彤体育中心罩棚网架基于环境激励的振动检测,利用时域和频域多种方法进行了模态参数进行识别,并与结构分析的模态参数进行了对比分析.结果表明:在实际工程应用中,首先应选择频域识别方法进行识别,确定各阶模态频率所在位置,然后再利用其它方法进行识别.在时间和内存允许的情况下,尽量选择随机子空间方法进行识别.

摘要： 实际工程的模态参数会受到诸多因素的影响,从结构因素和环境因素两个方面分别综述了材料特性、杆件尺寸、节点刚度假定、约束条件以及温度、湿度和风对结构模态参数的影响.并结合网架结构模型试验说明各因素的影响程度,综合各种因素的影响总结出与实际结构更相符的计算分析方法,以期为该领域的研究和工程实践提供参考.

摘要： 六自由度平台主要用于实现负载的精密运动和定位,运用模态试验方法分析其动力学特性,获得机构在自由和约束状态下的模态参数,比较运动调节后不同位姿对模态参数的影响,为修正数值仿真模型,评价和优化机构动力学性能提供了参考.

摘要： 本文基于某型高空长航时无人机机翼颤振模型,规划了线性状态和非线性状态下不同的试验方案,分别研究了弹性绳加载方式和气动力加载方式对于轻质大柔性结构几何非线性效应的模拟效果.通过试验测得不同状态下机翼颤振模型的各阶模态参数,并将测试结果与有限元模型计算结果进行了对比,探讨了试验结果产生差异的原因.结果表明:1)附加质量和附加刚度对低阶模态的测试精度影响较大;2)对于轻质大柔性结构使用气动力加载稳定性较差,不利于测量;3)使用弹性绳对试验模型进行加载的试验方法简单实用,满足工程研制需要.

摘要： 稳定图法作为一种常用的虚假模态剔除方法,受到工程界的广泛关注.然而,对于大型复杂结构,由于数据量和噪声的影响,稳定图变得很复杂,人为分析稳定图需要消耗大量的时间与精力.近来,国内外专家提出了一些自动分析稳定图方法需要人为主观地设定初始聚类中心数目,使这些算法无法真正实现自动化.因此,本文提出了一种循环遗传模糊聚类方法自动分析稳定图.该方法在无需人工干预的情况下,可自动获取结构兴趣频带内的真实模态.用加拿大HTC大楼环境激励振动监测数据验证了算法的准确性.本文提出了一种循环遗传模糊聚类技术自动分析稳定图，可剔除稳定图上的虚假模态，并识别出结构的真实模态。使用HTC钢筋混凝土结构实测环境激励振动加速度数据对编制的程序进行了验证。得出如下结论:IG-FC算法对存在噪声的加速度数据能准确、自动地从稳定图上搜索出真实模态;当存在相邻模态时，IG-FC能够自动判断并搜索出新的聚类中心;当任意假定的初始聚类中心数目较高时，使用IG-FC也能够随着迭代次数的增加逐步剔除虚假模态并准确地搜索到所关心的真实模态。

摘要： 本文采用逐点激励单点测试(SISO)的方法,在自由状态下对两种开口形式,三种不同补强方式,共六种复合材料层合板进行了模态试验和模态识别.根据测量得到的试验件的频率和振型等模态参数,分析了层合板在自由边界条件下开孔方式对层合板的振动特性的影响.结果表明:开孔方式对层合板的振动特性有明显影响.

摘要： 综述了基于振动分析的损伤识别方法,对现有方法进行了评述,结构损伤识别不仅要判断损伤是否存在，而且要确定损伤的位置、分析损伤程度。振动分析损伤识别技术归纳起来具体有以下几种方法:基于固有频率的方法，基于振型的方法，传递函数法，基于刚度变化的损伤识别算法，基于柔度变化的损伤识别算法，基于小波分析的方法，基于残余力向量的方法等，根据国内外文献,分析了各方法的优点和不足之处,并对此领域研究的发展进行了展望.现有的方法多数需要对结构进行模态试验以获得模态数据，这对大型的复杂的结构是困难而不经济的，而且也不能用于在线监测。发展利用结构在环境激励下的振动数据来识别损伤的方法是目前的一个迫切任务。

摘要： 综述了基于振动分析的损伤识别方法,对现有方法进行了评述,结构损伤识别不仅要判断损伤是否存在，而且要确定损伤的位置、分析损伤程度。振动分析损伤识别技术归纳起来具体有以下几种方法:基于固有频率的方法，基于振型的方法，传递函数法，基于刚度变化的损伤识别算法，基于柔度变化的损伤识别算法，基于小波分析的方法，基于残余力向量的方法等，根据国内外文献,分析了各方法的优点和不足之处,并对此领域研究的发展进行了展望.现有的方法多数需要对结构进行模态试验以获得模态数据，这对大型的复杂的结构是困难而不经济的，而且也不能用于在线监测。发展利用结构在环境激励下的振动数据来识别损伤的方法是目前的一个迫切任务。

摘要： 综述了基于振动分析的损伤识别方法,对现有方法进行了评述,结构损伤识别不仅要判断损伤是否存在，而且要确定损伤的位置、分析损伤程度。振动分析损伤识别技术归纳起来具体有以下几种方法:基于固有频率的方法，基于振型的方法，传递函数法，基于刚度变化的损伤识别算法，基于柔度变化的损伤识别算法，基于小波分析的方法，基于残余力向量的方法等，根据国内外文献,分析了各方法的优点和不足之处,并对此领域研究的发展进行了展望.现有的方法多数需要对结构进行模态试验以获得模态数据，这对大型的复杂的结构是困难而不经济的，而且也不能用于在线监测。发展利用结构在环境激励下的振动数据来识别损伤的方法是目前的一个迫切任务。

摘要： 本发明公开了一种多模态时域信号中各模态的分离方法、各模态的阻尼参数辨识方法以及存储介质，本发明的分离方法包括：采用布谷鸟搜索算法对变分模态分解方法的输入参数中的二次惩罚因子和带宽进行优化，获得优化的输入参数；使用变分模态分解方法并将优化的输入参数作为变分模态分解方法的输入参数对目标信号进行分解，获得包含在目标信号中的所有单模态时域信号，其中，目标信号为多模态时域信号。本发明的分离方法采用CS算法优化二次惩罚因子α和带宽τ，有利于实现多模态时域信号中各模态的准确分离，分离过程中无模态混叠现象发生，为下一步的模态阻尼参数辨识奠定了基础。本发明辨识方法能够有效降低误差，提高模态阻尼的辨识精度。

摘要： 本发明公开了一种多模态时域信号中各模态的分离方法、各模态的阻尼参数辨识方法以及存储介质，本发明的分离方法包括：采用布谷鸟搜索算法对变分模态分解方法的输入参数中的二次惩罚因子和带宽进行优化，获得优化的输入参数；使用变分模态分解方法并将优化的输入参数作为变分模态分解方法的输入参数对目标信号进行分解，获得包含在目标信号中的所有单模态时域信号，其中，目标信号为多模态时域信号。本发明的分离方法采用CS算法优化二次惩罚因子α和带宽τ，有利于实现多模态时域信号中各模态的准确分离，分离过程中无模态混叠现象发生，为下一步的模态阻尼参数辨识奠定了基础。本发明辨识方法能够有效降低误差，提高模态阻尼的辨识精度。

摘要： 本发明公开了一种基于交叉模态置信准则(CMAC)矩阵的桥梁模态参数智能更新方法，该方法以CMAC矩阵为基础，结合自适应性卷积运算层和全连接分类层构成模态频谱响应智能提取神经网络对CMAC矩阵进行分类重构，从而提取桥梁结构物理模态频谱响应区间；进一步的，基于初始模态频谱响应区间与有限元模型模态参数理论值建立桥梁振动数据功率谱密度与模态信息强度的代理模型，从而确定最大化模态信息频谱响应区间，据此开展桥梁结构模态参数识别。本发明结合CMAC矩阵与自适应卷积神经网络开展结构模态参数的智能分析与识别，网络训练效率高，且能够较好地提取弱激励模态的响应，可应用在桥梁结构健康状态监测中开展模态参数的自动更新。

摘要： 本发明提出基于短时窄带模态分解的土木工程结构模态参数识别方法，包括：利用自然激励技术获取自由振动响应；进行离散傅里叶变换，得到傅里叶谱；进行短时窄带模态分解算法，得到各单分量的瞬时振幅和瞬时相位；拟合曲线，获取固有频率和阻尼比；本发明能够在结构运营状态下进行模态试验，不影响结构的正常使用及附加试验荷载。另外，本发明的计算精度高，为模态试验提供高精度的结果；本发明不需外加试验荷载，大大减小了模态试验的成本；能够对在自然激励状态下得到的高噪声加速度信号进行处理，在噪声环境下具有一定的鲁棒性。

摘要： 本发明涉及一种刀具模态参数不确定的曲面五轴数控工艺参数优化方法，属于计算机数控加工技术领域。该加工工艺参数优化方法步骤包括：首先获取刀具系统模态参数不确定区间；建立五轴铣削加工动力学模型，模型中的输入参数包括：刀具系统模态参数区间、切削力系数、刀具几何和刀具路径；求解五轴铣削加工颤振稳定曲线；以此曲线为约束建立工艺参数优化模型；通过序列非线性规划方法求解该模型得到优化后的工艺参数。由于本发明中考虑了刀具系统模态参数的不确定，更加接近真实的加工状况，从而提高了加工中颤振预报的准确性。

摘要： 本发明公开了一种超高层结构模态参数识别方法，基于离散同步挤压小波变换能有效地分析非平稳、非线性以及强噪声信号，准确地以谐振分量的形式重构复杂合成信号的模态分量的特点，并结合希尔伯特变换(Hilbert transform,HT)能有效分析谐振分量，得到瞬时幅值和频率的特点，从而达到识别超高层结构主要频率和阻尼比的目的，为了保证识别模态参数的准确性，引入最小二乘线性拟合方法(linear least‑square fit,LLST)来平滑预测的结果。

摘要： 本发明公开了一种基于交叉模态置信准则(CMAC)矩阵的桥梁模态参数智能更新方法，该方法以CMAC矩阵为基础，结合自适应性卷积运算层和全连接分类层构成模态频谱响应智能提取神经网络对CMAC矩阵进行分类重构，从而提取桥梁结构物理模态频谱响应区间；进一步的，基于初始模态频谱响应区间与有限元模型模态参数理论值建立桥梁振动数据功率谱密度与模态信息强度的代理模型，从而确定最大化模态信息频谱响应区间，据此开展桥梁结构模态参数识别。本发明结合CMAC矩阵与自适应卷积神经网络开展结构模态参数的智能分析与识别，网络训练效率高，且能够较好地提取弱激励模态的响应，可应用在桥梁结构健康状态监测中开展模态参数的自动更新。

摘要： 本发明提出基于短时窄带模态分解的土木工程结构模态参数识别方法，包括：利用自然激励技术获取自由振动响应；进行离散傅里叶变换，得到傅里叶谱；进行短时窄带模态分解算法，得到各单分量的瞬时振幅和瞬时相位；拟合曲线，获取固有频率和阻尼比；本发明能够在结构运营状态下进行模态试验，不影响结构的正常使用及附加试验荷载。另外，本发明的计算精度高，为模态试验提供高精度的结果；本发明不需外加试验荷载，大大减小了模态试验的成本；能够对在自然激励状态下得到的高噪声加速度信号进行处理，在噪声环境下具有一定的鲁棒性。

摘要： 本发明涉及大型汽轮发电机定子端部绕组的动力学性能研究领域，特别涉及一种基于模态参数的发电机定子端部绕组物理参数识别及其数学模型建立方法，参数识别方法包括建立其三维几何模型及其对应的精细化有限元模型，计算其径向振动频响函数；采用最小二乘复频域法对得到的频响函数进行模态参数识别；根据集中质量法得到端部绕组的质量矩阵和刚度矩阵；对获得的质量矩阵和刚度矩阵进行修正，并特征值分解得到简正振型；根据简正振型、模态阻尼矩阵和阻尼矩阵之间的数学关系对阻尼矩阵进行识别；利用质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵建立端部绕组数学模型；本发明能指导端部绕组进行结构优化和损伤鉴别，减低发电机的故障发生率。

摘要： 本发明涉及一种刀具模态参数不确定的曲面五轴数控工艺参数优化方法，属于计算机数控加工技术领域。该加工工艺参数优化方法步骤包括：首先获取刀具系统模态参数不确定区间；建立五轴铣削加工动力学模型，模型中的输入参数包括：刀具系统模态参数区间、切削力系数、刀具几何和刀具路径；求解五轴铣削加工颤振稳定曲线；以此曲线为约束建立工艺参数优化模型；通过序列非线性规划方法求解该模型得到优化后的工艺参数。由于本发明中考虑了刀具系统模态参数的不确定，更加接近真实的加工状况，从而提高了加工中颤振预报的准确性。