模态应变能

摘要： 为探究一种有效的桥梁损伤识别方法,通过模态柔度理论算出结构的模态柔度矩阵;模态应变能理论算出每个单元的变化率和最大变化率,并将其比值作为损伤识别的指标;并改进差分进化算法,再用实验验证。结果表明,模态应变能法和改进的差分进化算法对均质金属梁和钢筋混凝土梁损伤位置的识别是有效的。

摘要： 根据汽车白车身结构有限元模型建立车身声固耦合模型。基于声学模态分析理论,进而求解声腔模态。通过实车怠速噪声和车身悬置激励力测试车内响应点的声压值,进一步验证声固耦合模型。通过峰值频率下的板块单元贡献量和模态应变能优化分析,汽车车内低频噪声降低,有利于提升汽车的NVH性能。

摘要： 在结构件上敷加阻尼材料能够实现减振的效果,近年来通过对阻尼涂料的研究,敷加阻尼涂料减振成为一种新兴的减振方法。本文通过激振器进行扫频试验,分别对敷加阻尼涂料、丁基橡胶阻尼层的玻璃钢板振动特性进行研究,对比分析了敷加上述两种阻尼材料后玻璃钢板各阶模态固有频率和阻尼损耗因子以及插入损失,进而得到其振动性能。结果表明,两种方式均可以达到减振的效果,但在玻璃钢板上敷加阻尼涂料对结构整体质量影响较小并且减振效果更加理想。

摘要： 结构损伤识别方法能够对结构进行损伤定位和损伤程度识别,是目前结构检测与鉴定的重要方法。介绍了基于动力特性结构损伤识别的4种主要指标,即固有频率指标、振型指标、曲率模态指标和模态应变能指标。分析了各类损伤识别指标的识别原理、特点以及应用情况,并总结了四类指标的应用条件。

摘要： 随着轻量化技术的发展,对载货车干燥器支架进行轻量化设计。针对轻量化方案试验开裂,采用模态应变能法识别薄弱位置,经改善设计,轻量化干燥器支架通过了整车可靠性试验。文章首次提出一种基于常规分析与模态应变能法相结合的轻量化支架分析方法,提高了产品可靠耐久性。

摘要： 为降低某型重型卡车怠速噪声,建立驾驶室声-振耦合有限元模型,测试驾驶室四个悬置点被动侧加速度数据,以此作为仿真激励载荷计算驾驶室司机耳旁声压,仿真与试验结果具有较高的一致性.针对怠速工况32 Hz、64 Hz和96 Hz峰值频率,计算各频率的模态参与因子,对模态参与因子较高的模态阶次进行叠加,获取各峰值频率对应的模态应变能分布,作为怠速噪声的控制区域.对32 Hz峰值频率,采用局部结构加强的方式进行降噪处理,单频噪声衰减量5.2 dB;对64 Hz和96 Hz的峰值频率,采用在模态应变能集中区域布置阻尼材料的方式进行降噪处理,单频噪声衰减量分别为2.2 dB和3.5 dB.通过试验测试,怠速工况驾驶员耳旁声压级降低3.2 dB,表明降噪效果良好.

摘要： 基于动力指纹对高桩码头进行损伤识别是工程界的研究热点.通过建立高桩码头模型,采用有限元数值模拟和模型试验研究模态应变能在高桩码头桩基损伤识别中的适用性.研究结果表明:基于有限元数值模拟的模态应变能损伤识别方法可以准确定位桩基损伤位置且可定性反映损伤程度;基于试验振型得到的模态应变能可识别桩基损伤位置,但由于试验误差和噪声干扰的存在,会存在误判现象.高桩码头桩基模态应变能损伤识别方法的广泛应用还需要依赖动力测试技术和模态分析技术的进一步发展..

摘要： 车身阻尼材料能够起到良好的减振降噪作用,有效改善车辆乘坐舒适性.以某款越野车型的车身阻尼材料NVH性能开发为例,建立仿真分析模型,在运用Nastran软件采用模态应变能分析方法制定车身阻尼布置初始方案的基础上,应用Altair HyperWorks软件NVH-Director模块中板件贡献量分析方法识别关键布置位置对原有方案进行优化.最终通过车内噪声响应对比分析,优化后的阻尼布置方案与初始方案在100Hz～200Hz范围内车内噪声变化趋势一致,且在关注频率段内车内噪声最高可降低2dB以上,达到良好的减振效果,实现成本、重量及性能控制.

摘要： 阻尼处理在汽车的减振降噪中应用广泛。在车身上作阻尼处理时，阻尼材料敷设的位置和面积是 关键。本文分别依据车身的模态应变能信息，以及在LMS Virtual.Lab中计算得到的车内场点的板件单元贡 献信息，来确定阻尼处理的位置和面积，并在LMS Virtual.Lab中通过声固耦合方法计算了车内场点的响应，以此验证了两种阻尼处理方法的效果。两种阻尼处理方法都取得了良好的效果。计算模态应变能信息更为简便，而板件单元贡献分析对阻尼材料的利用率更高。

摘要： 本文结合网架结构的特点研究基于模态应变能的结构损方法,建立基于模态应变能的网架结构损伤识别方法。该方法以网架结构未损伤模型或有限元模型为基准模型,测试出网架结构在役状态的模态参数,计算出网架结构各单元的模态应变能,进而判定网架结构的可靠性状态.同时,给出网架结构损伤识别的数值算例,构造网架结构不同的损伤工况,通过编制程序,实现网架结构的损伤识别.

摘要： 阻尼处理在汽车的减振降噪中应用广泛。在车身上作阻尼处理时，阻尼材料敷设的位置和面积是关键。本文分别依据车身的模态应变能信息，以及在LMS Virtual.Lab 中计算得到的车内场点的板件单元贡献信息，来确定阻尼处理的位置和面积，并在LMS Virtual.Lab 中通过声固耦合方法计算了车内场点的响应，以此验证了两种阻尼处理方法的效果。两种阻尼处理方法都取得了良好的效果。计算模态应变能信息更为简便，而板件单元贡献分析对阻尼材料的利用率更高。

摘要： 提出了一种基于模态应变能的结构损伤识别方法，谊方法仅利用结构损伤前后的前三阶模态参数来确定结构的损伤定位因子和损伤程度评估因子，实现对结构损伤的识别。以某一固定式钢质导管架海洋平台物理模型为实验对象，通过松动其法兰接头上的螺栓来模拟导管架裂缝时的4种不同损伤工况，并采用橡胶头力锤激励方式获取结构振动响应信号，然后用对响应信号进行模态参数识别得到的前三阶模态参数，对该方法的有效性进行了验证，验证结果表明，应用本文所提的损伤定位因子和损伤程度评估因子可较为准确的实现损伤定位，相应的损伤程度评估结果与实际损伤工况符合程度较好，且该方法简便易行，具有一定的实际应用价值．

摘要： 目前在敷设的阻尼层上周期性开孔对声辐射特性影响的研究较少,且对阻尼薄板结构声辐射特性研究主要采用常阻尼因子来描述阻尼材料的阻尼特性.本文考虑了阻尼材料的频变特性,运用模态应变能法计算出了结构模态损耗因子,并通过有限元和边界元的数值算法计算辐射声功率,分析了敷设周期性开孔阻尼薄板结构的声辐射特性.数值计算结果表明在中低频频段内,敷设周期开孔阻尼与全敷阻尼对抑制薄板声辐射的差别较小,而且在某些频段内开孔阻尼抑制薄板声辐射的效果略优;证明了周期性开孔阻尼对抑制薄板声辐射存在最优的开孔率和开孔形状;优化了阻尼材料尺寸,减少了阻尼材料的使用.

摘要： 模态参数的测量和识别存在一定的误差,制约了损伤指标在桥梁结构健康监测中的应用.本文分析了模态参数测量和识别过程中存在的误差类别,推导了结构刚度对模态参数的灵敏度,研究了频率、振型、模态应变能等指标对模态参数测量和识别误差的适应性.结果表明:频率测量的误差较小,其对损伤指标的影响可以忽略不计.因测点数量等条件限制,振型的测量和识别误差较大,其对由振型构造的损伤指标的影响也比较明显,在实际应用中应引起足够的重视.振型测量和识别误差虽对MAC值的影响较小,但结构损伤对MAC值同样不够敏感.模态参数测量和识别误差对模态应变能变化率的影响较大,容易造成损伤位置的误判,以现有的监测技术,采用模态应变能变化率作为损伤诊断指标时,对小于10％的损伤识别效果还不够理想.

摘要： 结构动力特性被广泛应用于桥梁结构技术状态评估中，由此涉及到一些动力学基本概念的理解和应用的问题尚待深入探讨．本文就周期信号基频与结构第一阶固有频率的关系、结构各阶位移模态的贡献与模态应变能的关系、结构自由衰减响应及其在结构阻尼识别中的应用、结构无阻尼固有频率与有阻尼固有频率的关系及其应用等问题进行了辨析．特别是结合桥梁的检测、桥梁荷载试验与状态评价等有关应用技术问题进行了分析．

摘要： 海洋平台等大型复杂结构其高阶模态难以激起和测试,甚至只能识别出一阶模态振型和前几个低阶模态频率,因此,利用少量低价模态进行损伤诊断显得尤为重要.本文提出了仅利用一阶模态振型对海洋平台进行损伤位置诊断的二阶段法:先利用模态曲率变化率确定损伤的大体位置,再利用一阶模态应变能分别确定主导管和撑杆是否损伤及其位置.最后通过一个三腿导管架海洋平台有限元数值模型验证了该方法的可行性和有效性.研究发现,本文提出的方法具有较好的识别精度,具有一定的适用性.

摘要： 本文基于结构动力学基本理论对结构损伤识别方法进行了分析，推导了模态参数与结构损伤的关系，给出了飞机机翼结构损伤识别的动力学指标，提出了某型军用飞机机翼结构损伤识别研究的一种方法。最后以矩形薄壁盒型梁结构和机翼结构为例，利用局部加密方法分两阶段对某型军用飞机机翼结构进行了多种工况下的损伤识别研究，结果表明本文方法能够较好地识别出机翼结构不同情况下的损伤位置和程度，损伤识别的精度、效率和准确度均较高。数值计算结果表明了本文方法有效性。

摘要： 本发明涉及一种基于模态叠加原理的机翼应变场重构分布式光纤计算方法，属于结构健康监测领域。它包括以下步骤：步骤一：基于光纤光栅传感器机翼结构应变的测量，利用光纤光栅中心波长偏移量来计算出量机翼结构表面的应变；步骤二：计算出机翼结构的应变模态，通过应变模态优化机翼结构光纤光栅传感器网络布局。步骤三：推导出机翼结构传感器测量点位置对应的应变矩阵和机翼结构所有点应变矩阵之间的转换公式；步骤四：针对应变模态矩阵不适定问题，采用正则化的方法优化应变模态坐标的求解，减少应变场重构误差。该方法通过采集少量离散点的光纤光栅的响应信号，通过公式推导计算出机翼结构应变场。

摘要： 本发明涉及轴承故障诊断技术领域，具体地说，涉及一种基于自适应变分模态分解的轴承故障诊断方法，其包括以下步骤：(1)、输入信号；(2)、功率谱密度PSD计算；(3)、执行功率谱密度引导的自适应变分模态分解PVMD；(4)、获得指定数量的子信号IMF；(5)、对IMF进行平方包络分析；(6)、提取轴承故障特征。本发明能较佳地用于轴承的故障诊断，特别是轴承复合故障。

摘要： 本发明公开了一种基于应变模态的高速铁路32米标准梁动挠度监测方法，包括：基于列车荷载偏载分布的特点，采用基于振型叠加法的模态应变理论建立了考虑测点至等效中性层距离修正的“应变‑动挠度”模型，应变测点距箱梁截面等效中性层的距离和模态矩阵振型阶数的选取，对建立的应变‑动挠度变换模型的重构精度有显著的影响，利用Ansys数值模拟来对列车偏载作用下应变测点距箱梁截面等效中性层的距离进行修正，利用粒子群算法对模态矩阵振型阶数的选取进行优化，通过UM多体动力学仿真数据集和实际动载试验结果表明本发明的有效性和准确性。本发明提高了桥梁健康监测实时预警子系统智能识别的自动化、智能化、准确性和鲁棒性。

摘要： 本发明提供了一种基于自适应变分模态分解的在线颤振检测方法及系统，采集加工过程中的振动信号，利用训练后的支持向量机模型对所述振动信号进行识别，确定加工状态；支持向量机模型的训练过程包括：获取待分析加工系统固有频率，确定颤振频带；获取历史加工过程的振动信号；利用自适应变分模态分解将历史信号自适应分解成一定数量不同频带分布的模态分量，取所有模态分量重构获得滤波信号；计算位于颤振频带内的颤振模态分量的能量比和滤波信号的散布熵，构成特征向量；利用正常加工和颤振状态的特征向量训练支持向量机，得到训练好的支持向量机模型。本发明对颤振具有较高的检测精度、及时性和敏感性，可以在早期阶段有效识别颤振。

摘要： 本发明涉及轴承故障诊断技术领域，具体地说，涉及一种基于自适应变分模态分解的轴承故障诊断方法，其包括以下步骤：(1)、输入信号；(2)、功率谱密度PSD计算；(3)、执行功率谱密度引导的自适应变分模态分解PVMD；(4)、获得指定数量的子信号IMF；(5)、对IMF进行平方包络分析；(6)、提取轴承故障特征。本发明能较佳地用于轴承的故障诊断，特别是轴承复合故障。

摘要： 公开了单传感器转子叶片多模态应变场重构方法及测量系统，方法中，建立待测转子叶片三维有限元模型，在不同转速下根据模态分析绘制坎贝尔图并满足叶片多模态振动，提取所述叶片有限元模型的模态参数；基于叶片模态参数确定单个应变片传感器的安装位置和方向；根据不同的模态阶次分别计算叶片单测点位置应变与全场应变的传递比；在所述转子叶片安装应变片后开展高转速叶片多模态测试试验，获取叶片发生多模态振动时应变片测量的有限动应变；对上述测量动应变响应进行傅里叶变换，解耦得到各个阶次模态对应的幅值和相位；基于上述各阶模态的传递比与对应的幅值和相位信息，反演重构获得转子叶片全场动应变。

摘要： 本发明属于信号分析与故障诊断技术领域，公开了一种基于自适应变分模态分解的滚动轴承早期故障诊断方法，包括以下步骤：S1、采集滚动轴承的振动信号；S2、将最小综合故障指数作为目标函数，结合麻雀算法计算得到最佳的麻雀个体位置对应的变分模态分解参数(K，α)作为分解参数，对原始振动信号进行变分模态分解；S3、去除小于平均功率谱峭度的模态分量，得到重构信号；S4、对重构后的信号进行包络解调分析，从而确定轴承的故障类型。本发明通过综合故障指数进行自适应模态分解，可以实现故障冲击和背景噪声的分离，提高了故障诊断的准确性。

摘要： 本发明公开了一种可穿戴惯性‑应变‑肌电多模态交互手环，包括手环本体、手环腕带、惯性传感器、柔性应变传感器、柔性肌电传感器、柔性电路板和导线；惯性传感器、柔性应变传感器、柔性肌电传感器采集使用者的运动信号和身体信号，通过导线传输给柔性电路板，柔性电路板对数据分析后生成指令控制外部设备。本发明具有舒适佩戴、快捷交互、灵活适配、多传感器采集、高准确识别的优点，可应用于聋哑人手语翻译、外部设备控制、运动状态监测、医学康复训练等领域。

摘要： 本发明公开了一种基于模态应变能正则化的阻尼胶布置优化方法，其包括如下步骤：步骤一，将待优化的板件模型划分为有限元模型；步骤二，计算板件在一定频率范围内所有阶次的模态应变能，将每个阶次的模态应变能正则化，再叠加得到正则化的模态应变能云图，将云图显示的应变能集中区域作为布置阻尼胶的区域；步骤三，计算带有阻尼胶的板件的阻尼损耗因子；步骤四，通过车体传递函数进行验证，步骤五，根据整车出现振动或噪声问题的频率调整权重因子，重新进行步骤二至步骤四，直至满足NVH性能要求。其能够避免直接将模态应变能叠加导致的低阶模态误差，在保证NVH性能的前提下，实现阻尼胶的精准布置。

摘要： 本发明公开了基于应变模态的承力结构件损伤识别方法及系统，通过构建待分析承力结构件的损伤前后有限元模型；对待分析承力结构件进行多次模态测试，得到损伤后应变模态；对损伤前有限元模型进行模态分析求解，得到损伤前整体刚度矩阵、整体质量矩阵、损伤前应变模态和固有频率；对损伤后有限元模型进行求解，得到损伤后整体刚度矩阵；基于损伤前整体刚度矩阵和应变模态，得到损伤前模态应变能；基于损伤后整体刚度矩阵和损伤后应变模态，得到损伤后模态应变能；基于固有频率、整体质量矩阵、损伤前后模态应变能和单元刚度折减系数，得到模态应变能灵敏度的损伤识别；对基于应变模态的模态应变能灵敏度结构损伤方程进行求解，得到识别结果。