频响函数

摘要： 复合材料轻质、高强度及其优质的阻尼性能在减振结构设计领域有着广泛的应用前景。为探究复合材料在结构减振方面的效果,基于Abaqus软件对钢制管件和复合材料管件进行模态分析。通过频响试验测试钢制管件和复合材料管件的固有频率和阻尼比,并在复合材料管件内部填充装有不同比例阻尼沙的周期振子,实现增加结构阻尼的目的。基于该研究对矩形式桁架进行优化,利用动态试验测定复合材料桁架的振动传递性能。试验结果表明,在相同的情况下,复合材料管的阻尼比钢管提升了40.54%,且当阻尼沙在周期振子中的填充率为75%时,其阻尼效果最佳,阻尼比达0.022 9。复合材料桁架加速度振级落差可以提升6.94 dB,在复合材料管内填充周期振子可进一步增加桁架的减振效果。

摘要： 对考虑试验参数不确定性的有限元模型修正方法展开研究。首先假设待修正参数和响应特征量都服从正态分布,将不确定性模型修正问题转化为均值和标准差的修正问题;其次采用拉丁超立方抽样选取待修正参数样本点作为输入,并计算其对应的频响函数进行常数[Q]变换提取第一层系数作为输出,通过海蜇算法(JS)优化BP神经网络的权值和阈值,构建JS-BP神经网络模型;最后以最小化JS散度作为目标函数,实现对待修正参数的均值和标准差的同步修正。空间桁架算例表明,所提方法能够有效地修正结构参数的均值和标准差,并且在试验数据标准差不同时仍能得到较好的修正效果。

摘要： 测量噪声、建模误差等不确定性因素会影响损伤识别结果,甚至导致损伤误判的问题。为此,提出基于频响函数和云模型相似性度量的不确定性损伤识别方法。首先基于多次重复测量数据,根据频响函数理论计算结构损伤前后各单元的损伤系数,采用损伤前后云模型期望曲线的相似程度来构造损伤位置识别指标,识别结构的损伤位置。其次,利用单元损伤前后的云模型数字特征变化量来构造损伤程度指标,确定损伤单元的损伤程度。以23杆桁架结构数值算例验证该方法的可行性及可靠性,探讨原始样本个数、噪声程度对识别结果的影响,并研究在无健康工况数据条件下所提方法的识别效果。研究结果表明:与传统的云模型相似性度量方法中的夹角余弦法相比,所提算法可以更好地处理损伤识别过程中的不确定性问题,且仅需少量样本即可准确识别出单元的损伤位置及损伤程度,具有一定的工程应用价值。

摘要： 基于频响函数提出一种判定群裂缝损伤对梁结构性能影响程度的指标——损伤影响因子(λ).根据损伤因子的大小来评估梁结构损伤程度的变化情况.开展梁结构动力学试验,设置不同裂缝数量和深度组合下的损伤工况模拟损伤发展的过程,分析不同损伤工况对梁结构动力性能的影响.试验表明:群裂缝会减小梁结构的共振频率,增大梁结构的阻尼比和结构的动力响应,但对结构的低阶振型影响不大.同时,试验验证了损伤影响因子的有效性,揭示了损伤影响因子大小与损伤程度之间的正相关性.

摘要： 基于模态测试的原理,运用Unity3D,结合3DMax等软件的开发环境,基于C#编程语言建立一个模态测试虚拟仿真实验室,以进行简单的模态测试实验,满足实验者掌握模态测试的学习需求,并且该虚拟实验室还同时具有对结构进行修改、设置噪声分析结构的频率变化等多种功能。

摘要： 对风洞天平进行动态特性研究有助于评估天平结构设计的合理性,频响函数可以直观反映测试系统的动态特性。针对一种新型悬挂式测力天平,设计一种动态标定装置并进行了相关实验。采用电磁铁和砝码对飞行器模型施加负阶跃载荷,由输入载荷和天平输出辨识频响函数。辨识频响函数时,通过布莱克曼窗和数据段重叠对数据进行预处理以回避周期延拓问题。在时域中模拟了时域频响函数和输入数据乘积的输出曲线,数据在非振荡环节的相似度为91.7%,说明天平在低频下的线性度良好,满足工程要求。

摘要： 针对某MPV车型开发过程中出现的地板加速3560r/min时振动过大的问题,对振动传递路径进行分析,并对地板及传递路径零部件进行振动数据采集,通过频谱分析确认振源为发动机二阶激励振动,传递路径是传动系统右驱动轴子系统。进一步对右驱动轴系统进行模态测试与分析,确认振动频率为已经实施单级动力吸振器的驱动轴系统二阶模态频率。在地板及驱动轴零部件结构无法更改的情况下提出了双级动力吸振器的改善方案,对比分析了单、双级动力吸振器数学理论模型,根据优化目标设计双级动力吸振器参数,并对优化前、后系统的频响函数进行仿真计算,预判了优化方案的有效性。最后试制样件,并搭载问题车辆进行对比测试,结果表明,地板振动问题得到明显改善,且证实了仿真结果的准确性。

摘要： 轴承动载荷是影响旋转机械安全稳定运行的重要因素。在基于频响函数求逆法的动载荷识别模型基础上,针对频响函数矩阵病态性问题,提出基于响应点优化和截断奇异值分解(Truncated Singular Value Decomposition,TSVD)法的矩阵病态消除方法。首先,选择条件数最小的测点组合进行响应点优化,再利用TSVD法识别轴承动载荷。在所搭建的双转子实验台上设计识别方案,通过改变轮盘不平衡量,验证了根据该方法识别轴承动载荷的可靠性。

摘要： 工况传递路径技术(operational transfer path analysis,OTPA)可以根据运行工况下的振动数据对故障进行溯源分析,该方法需要有大量不同工况下的运行数据,这对于航空发动机等很多旋转机械而言是不现实的。为解决运行工况数量不足问题,提出一种基于频响函数的工况传递路径分析方法。以航空发动机转子试验台为例,试验获取整机状态下激励点到轴承座和机匣测点的频响函数矩阵,将其作为OTPA模型的输入和输出,通过奇异值分解技术消除输入之间的串扰导致的矩阵病态,进而求出传递率矩阵。根据传递率系数确定机匣各部位对各轴承座的振动敏感度,根据振动贡献量确定机匣振动来源。在航空发动机双转子试验台上开展了试验研究,验证了该方法的可靠性。

摘要： 针对共振结构宽频振动控制不足,本文研究了力电耦合超构材料的振动隔离特性。以超构材料存在带隙特性为出发点,设计了一种周期性铺设有压电纤维片的圆环超构材料,外接负电容分流电路以实现振动衰减作用。建立了超材料圆环的动力学方程,并通过有限元仿真软件验证了其衰减特性。发现圆环超构材料出现局域共振带隙,负电容分流电路的加入不仅在一定程度上拓宽带隙,且其减振效果十分显著。

摘要： 在结构动力学模态参数识别中,频响函数是频域法参数识别算法的基本数据,而时域参数识别算法要用到的脉冲响应也是通过频响函数FFT逆变换而得到,频响函数的精度直接关系到参数识别的精度.在电子、通信等其他领域,频响函数也有广泛的应用.目前普遍采用的以FFT算法为基础的求频响函数算法,具有计算速度极快的显著优点,但只有在周期性激励,引起的响应也是周期性的,且分析长度具有相同的周期时,此算法才是精确的.现实中,周期性激励的条件很难满足,频响函数的计算含有周期性假设引起的误差,这种误差在数据很短的连续激励时,会导致参数无法识别的严重后果;对于多次触发试验,需要激励十几次才能得到稳定的相干函数.周期性假设引起的误差是目前求频响函数算法的一个严重缺陷,这一缺陷目前没有引起足够的重视,甚至许多人都没有意识到这一缺陷的存在,更不清楚其产生的原因.本文提出的新算法,仍以FFT为基础,只是对计算模型稍作改进,在计算速度稍微降低的前提下,可消除周期性假设引起的误差.对于新算法,传统的相干函数定义不再适用,本文提出了一种具有直观物理意义的新相干函数定义,可用来衡量任意算法得到的频响函数的精度.采用新算法,对于多次触发求频响函数的试验,一次触发即可得到稳定的相干函数;对于连续激励,可以考虑初始响应对频响函数的影响,试验时间可大大缩短.新算法适用于多输入多输出(MIMO)的计算模式.对于连续激励主频动态变化的模态参数识别试验,新算法更是具有不可替代的作用.

摘要： 在以往学者对阻尼模型研究的基础上,文本通过理论分析得出系统阻尼特性随频率变化的特性,提出一种阻尼比随频率变化的阻尼模型,称其为函数型多项式基阻尼模型.结合频响函数和最小二乘法,用matlab编程,采用优化方法,确定多项式系数,完成阻尼模型参数辨识.首先,以分数阶导数模型建立的典型单自由度弹簧振子系统为算例,验证该多项式阻尼模型的可行性.再将其推广到多自由度系统,以某一桁架结构为算例,分别采用两种优化算法,完成建模.研究结果表明,该函数型多项式基阻尼模型有其可行性和优越性,可将其很好地运用到更一般的动力学振动分析.

摘要： 转盘振动对精密离心机精度有着重要影响,但目前尚无有效手段测试转盘在旋转状态下的微振动响应.本文在理论分析的基础上,提出了转盘振动响应预测的方法.通过模态测试获得精密离心机基础与转盘上若干点之间的频响函数,进一步计算响应传递率,并结合基础振动响应测试数据,对转盘在旋转状态下的振动响应进行预测.分析结果表明:转盘振动响应放大的主要因素是气浮轴承的动力学特性;转盘振动总体上表现为随机振动,周期振动的分量相对较小.

摘要： 本文重点介绍基于频响函数的结构动力学修改方法，提出了一种改进的频响函数模型修改方法，此方法具有更高的效率和更普遍的适用性，尤其适合在大型结构动态设计中使用。

摘要： 对于非线性动力学方程的数值求解,一般的处理方法是,通过坐标变化将其转化为1阶形式,然后借助计算机进行求解,获取系统的一些非线性特征,如滑移、分叉等.本文中的2阶正交法是在原有的微分方程的基础上对非线性方程的弱非线性特性进行直接分解,获取非线性项对频响函数与动力学方程响应的贡献分量,可快速获取非线性动力学方程的频响函数表达通式以及动力学方程的响应,并通过对Duffing方程进行算例说明.

摘要： 模态试验的频响函数有共同的分母,决定了模态的频率和阻尼.频响函数由多个模态叠加而成.本文提出的提纯算法,即为每个频响函数找出合适的权系数,多个频响函数计权相加后可以得到只含一阶模态的新频响函数.SIMO和MISO提纯后可得到一个频响函数,按单自由度识别模态频率和阻尼.MIMO提纯后多组频响函数可合成得到一组只含一阶模态的频响函数,按单自由度识别模态频率、阻尼和振型.新算法将传统的密集模态解耦转化到了简单的频响函数提纯,参数识别过程也不需要稳定图,计算速度有极大的提高.当多变量模态指示函数或复模态指示函数存在时,参数识别的速度可达到实时级.MIMO试验只要参考点数量合适,即使能量占比很小的模态,通过提纯算法也可得到非常协调的模态振型、精确的模态频率和阻尼.新算法尤其适用于耦合严重的超大阻尼模态试验.频响函数的提纯过程和飞机地面试验GVT的纯模态试验非常类似.

摘要： 本文以某水轮机固定导叶为试验对象,研究水轮机固定导叶的模态测试与分析.通过本文研究得到的模态参数,为水轮机结构的动力学模型研究提供试验数据支持和参考.对于水轮机固定导叶，利用MIMO方式进行了模态测试与分析，得到了频响函数，通过拟合得到其前三阶模态。试验研究表明，不同宽度的固定导叶，随着宽度变小模态频率会增大。以上研究结果为水轮机固定导叶的优化设计提供了参考。

摘要： 在列车行驶过程中因冲击作用会产生高峰值超高斯特征的振动荷载.而以往对列车荷载的模拟近似为高斯随机过程,其与实际相比误差较大.为此,本文根据轨道不平顺功率谱密度函数引入频响函数,用傅里叶逆变换得到高斯随机振动荷载,然后采用改进的幅值调制和相位重构法得到既满足指定特征统计函数又能与频谱特性相吻合的超高斯列车随机振动荷载,并通过数值计算验证了该方法的有效性、适用性和精确性.

摘要： 逆子结构理论是一种在线预测部件动态响应特性的高效的方法,在预测和评价产品运输系统动态响应、缓冲包装设计方面体现了很好的应用价值.虚拟质量法是一种预测非激励点处原点频响函数的方法,本文提出一种利用虚拟质量法来获取该耦合界面处的难测频响函数,并对关键部件-产品主体-运载体三级刚柔耦合系统刚性耦合界面处的原点频响函数进行了预测.然后用集中参数模型对该方法进行了验证,显示预测值与理论计算值完全吻合,最后建立了关键部件-产品主体-运载体三级刚柔耦合物理模型进行实验验证,结果显示预测值与实测值基本一致.表明该方法可以为机械耦合系统测量信息不完备问题提供一种解决思路.

摘要： 为解决我司某滚筒洗衣机洗涤时噪声大的问题,本文通过传递路径分析方法,对我司某洗衣机洗涤噪声进行了分析,得到了该洗衣机各路径的传递函数和在实际工作中受到的力,量化了各传递路径对洗涤噪声的贡献量.结果显示电机左后、右后安装脚的受力较大是该问题的一个主要原因,通过更改隔振橡胶垫硬度,达到了降噪2.8dB的效果.

摘要： 本发明公开了一种基于加速度频响函数的复杂构件惯性参数获取方法，先通过传感器规格参数确定的质量、质心位置，在待测刚体上建立参考坐标系、质心坐标系，传感器布置于待测刚体参考点和据测试装置几何参数确定的响应点，确定坐标转换矩阵，通过基点法确定激励力下整个刚体角加速度，采用基点迭代法确定其余各个传感器质心坐标，进而确定相对于响应点的参考点加速度和相对于参考点的质心加速度；然后用力的平移和质心定理确定质心坐标及整体刚体质量，考虑传感器附加质量，计算待测刚体质量；最后采用力沿作用线平移、动量矩理、定轴转动惯量和转动惯量平移定理确定整个刚体绕质心轴线的转动惯量，考虑传感器附加转动惯量，计算待测刚体转动惯量。

摘要： 本发明公开了一种基于频响函数质量线的大型构件质量测量方法，该方法针对在质量线测量惯性参数时，质量需要提前预测，耗时，效率低，用直接计算质量时也存在较大的坐标误差，导致计算精度低的问题，通过弹性柔绳悬吊或支撑待测物，在待测物上均匀对称布置加速度传感器，在质心附近沿质心坐标轴方向激励待测物，获取参数，计算频域下的质量线段，计算多个传感器测量的加速度均值，计算待测物质量。该方法基于质量线测试方法和设备，快速方便的计算质量参数，仿真结果证明计算误差很小，极大提升该方法的效率。

摘要： 一种基于等效频率离散的频响函数不确定性分析方法，涉及机械设计。将频响函数划分成若干个单调区域；对每一条频响函数的同一区域按照相同的频率点数进行重采样，获得等效频率；对频响函数进行等效频率离散后，得到不确定性量化的公式，用于频响函数的不确定性分析中。适用于机械设计过程中的不确定性结构的动力学分析，采用随机等效频率下的尺度对频响函数的不确定性进行分析，使得不确定性在系统参数和频响函数之间映射关系的非线性程度降低，传递更加平稳，使得获取的频响函数的不确定性统计量，如均值、方差、置信区间等在评估时更加接近真实值，更加合理且具备物理意义。也适用于结构的可靠性分析和模型修正等相关领域中。

摘要： 本发明属于机械动力学技术领域，尤其涉及一种螺栓连接带法兰的圆柱壳结构频响函数不确定性分析方法。该方法采用8节点退化壳单元，通过有限元方法建立了螺栓连接法兰‑圆柱壳的动力学模型；利用弹簧单元离散化建模模拟螺栓连接，并通过模态试验来验证所建模型的有效性；考虑螺栓连接刚度的不确定性，基于Chebyshev多项式代理模型和区间分析法，分别求解了柱坐标系下5个方向的连接刚度为不确定性参数时的频响函数区间范围，在确定性固有频率下，采用Monte‑Carlo抽样法求解其频响函数区间范围，并对比了两种方法的求解精度和效率；最后，求解了多参数不确定性的系统频响函数区间范围。

摘要： 本发明属于机械动力学技术领域，尤其涉及一种卡箍‑管路系统频响函数的估算方法。该方法包括：A1、基于梁单元模型和弹簧模型，建立卡箍‑管路系统的有限元模型；A2、将预先获得的卡箍刚度的不确定区间作为区间变量，应用于所述卡箍‑管路系统中的有限元模型中，利用切比雪夫多项式逼近法得到卡箍‑管路系统的频响函数的不确定区间。该方法获得的卡箍‑管路系统的频响函数的不确定区间准确性高、效率高。

摘要： 本发明公开了一种基于频响函数预估结构局部修改后动力学特性的方法，首先确定结构局部修改位置后以及修改的内容(此处结构局部修改指在原结构的某些局部位置添加附加刚度、附加质量和附加阻尼)，然后获取原结构频响函数(频响函数涉及的激励点和响应测量点应涵盖上述结构局部修改位置点)，最后根据该方法提供的计算公式计算修改后结构的频响函数；本发明能够基于原结构的频响函数一次性计算在多点处局部修改后结构的频响函数，从而预估修改后结构的动力学特性，提高设计效率，避免设计的盲目性，减少设计成本具有实际工程应用价值。

摘要： 一种基于原位测量频响函数的免拆分子结构频响函数识别方法，首先将机械系统中的部件分类为主动件、被动件和弹性元件并建立耦合频响函数矩阵，然后基于被动件频响函数预测公式得到解耦机械系统的频响函数。本发明基于“源‑路径‑接受体”模型，采用耦合机械频响函数预测解耦机械频响函数，克服现有技术无法计算机械子结构任意自由度之间频响函数的问题，提高频响函数的计算精度，并为机械系统振动传递路径分析奠定了基础。

摘要： 本发明涉及海工结构模型修正技术领域，具体涉及一种基于频响函数形状相关系数的模型修正方法，其包括以下步骤：一、获取被检测结构的加速度响应信号；二、对结构不同位置测点的加速度响应信号进行分解重构；三、使用模态叠加方法，获取实测结构和基准模型的频响函数；四、计算频响函数形状相关系数，评价实测结构与基准模型频响函数曲线的相关程度；五、组合实测结构的固有频率和形状相关系数构建目标函数，并确定各参数的权重系数；六、使用目标函数的平均值进行传统粒子群算法中惯性权重系数的自适应选择；七、使用限值因子进行粒子群算法，最终收敛结果获得修正系数，本申请具有能够综合考虑测量情况计算模型修正系数的效果。

摘要： 本发明属于结构数据分析的模态识别领域，提供一种针对频谱泄漏误差的结构频响函数修正方法，首先对结构在脉冲激励下的有限记录长度位移响应以及激励力信号，分别进行快速傅里叶变换，通过频响计算方法得到离散的实测位移频响数据。采用有理分式多项式法，建立待拟合的理论位移频响函数，通过最小二乘法对离散的实测位移频响数据进行曲线拟合，最终获得拟合后的位移频响函数。对拟合后的位移频响函数进行部分分式展开，然后提取每阶模态留数的虚部去构造修正的结构位移频响函数。该发明可直接消除频谱泄漏误差对结构位移频响函数的影响，即精确地获得结构的真实位移频响函数，计算流程清晰简单，无需迭代。

摘要： 本发明属于机械装配结构的动力学分析相关技术领域，其公开了一种机器人频响函数的获取方法，包括以下步骤：(1)以机器人的关节作为截点，将机器人的机械臂划分为运动机械臂及静止机械臂；(2)分别对机器人进行自激励，以获取运动机械臂处于第一转角及第二转角时机器人结构状态的模态参数；第一转角为机器人处于任意位姿下、任意一个关节的角度；机器人在第二转角时的固有频率相对于第一转角时有改变，整体振型相对于第一转角时的变化在10％以内；(3)基于得到的模态参数计算出模态标定因子，再基于模态理论及频响函数的模态表达式得到机器人在对应结构状态下的频响函数。本发明弥补了环境激励方法固有的难以获得正则化模态参数的缺陷。