模态分析商品化软件的研制

本文研制了在IBM—PC及其兼客机上实现的模态分析商品化软件。该软件可以对单点激振,多点拾振所获得的若干组频响函数同时拟合,从而获得系统的模态参数。利用该软件对一块悬臂钢板所作的模态参数识别结果表明,该软件识别精度高,商品化程度强。     

基于应变能和隶属度的结构损伤识别研究

为了解决测量噪声等引起的损伤识别结果不确定问题,提出了一种基于模态应变能和隶属度的损伤识别方法.首先描述了云模型的基本理论及其数字特征;然后给出了基于模态应变能的计算公式及其损伤指标,即模态应变能耗散率指标和模态应变能等效指标,并将两种指标作为云模型的相关参数;最后对逆向云发生器和云模型数字特征估计值进行了分析,并基于隶属度函数等量优化原则提出了一种应变能隶属云损伤识别方法,并利用了Udwadia方法来模拟产生随机试验测量数据,采用了多次测量产生的不确定数据进行了损伤识别研究.数值算例结果表明,提出的应变能隶属云方法可以较好地处理测量噪声引起的不确定问题,其对含噪数据的识别结果明显优于单纯的模态应变能耗散率指标和模态应变能等效指标.     

用应变模态对混凝土结构进行损伤识别的研究

从理论上探讨了应变模态对混凝土结构进行损伤诊断的测试原理和方法，并通过混凝土框架试验结果分析，证明了应变模态较位移模态对结构的损伤更加敏感。     

混凝土局部破损梁损伤诊断的振动检测方法

为对钢筋混凝土梁进行动力破损评估，建立了钢筋混凝土梁的分离式有限元模型，推导了四节点矩形粘结单元的刚度矩阵。采用该模型计算了健康和局部破损梁的振动特性参数，计算结果与实际测试结果相吻合；计算及实际测试结果均表明。固有频率是进行钢筋混凝土梁损伤定性辨识的重要指标；曲率模态振型和应变模态振型对于钢筋混凝土梁的局部损伤较位移模态振型敏感。基于曲率模态振型和应变模态振型可以进行钢筋混凝土梁的局部损伤诊断。     

自由梁的位移、应变和声模态分析

目的针对目前常见的模态测试方法开展试验模态分析,从而给出各种测试方法的最优使用场所。方法以金属自由梁为研究对象,通过试验模态分析,得到了其位移、应变和声模态的频率、阻尼比和振型等模态参数,对比各模态测试方法的结果,并就各模态测试方法的特点开展对比分析。结果位移模态所测模态频率明显比应变模态和声模态的小,可见传感器的质量对所测自由梁位移模态的模态频率有较大影响,应变模态影响较小,声模态为非接触式测量,故无影响,且在相同的试验条件下,更容易得到高阶模态。结论应变模态试验在获取模态振型的基础上,也可进行各测试点应变大小的测量和计算。     

基于模态应变能原理的简支钢梁损伤识别研究

为解决目前多数梁式结构的损伤识别方法精度不足,且缺少模型试验对数值模拟结果进行验证等问题,利用模态应变能原理,运用数值分析和试验研究的方法对简支工字形钢梁的损伤识别进行研究。研究结果表明:模态应变能法可识别出简支梁内部的损伤;与通过固有频率变化的损伤识别相比,模态应变能法在梁损伤位置及损伤程度识别方面具有明显优势。     

渡槽模型实测模态合成的研究

分别对渡槽模型的桩及槽墩两部分进行了模态实测.为了能把两个部分的实测结果合成一个整体，并且能在实测中最大限度地减少对桩中已安装传感器的破坏，利用模型的对称性以组合系统的频响特性、结构的位移协调条件，推导出简单易行振型合成方法，实现了对桩模态与槽墩模态的组合.实测组合结果与有限元计算结果基本吻合，从而验证了该方法在实际工程中的可行性.     

提高模态参数识别精度的一种方法

提出用模态稀疏结构的频率响应函数(FRF)在共振峰附近的3条谱线来识别其固有频率和阻尼比，并推导了识别公式。以一个简支梁为例对该方法进行了试验考核。在宽频带随机激振条件下，对本文中方法的识别结果与选带分析的测试结果进行比较，结果表明，该方法是一种识别振动模态参数的简便且比较精确的方法。     

多自由度非线性系统的频域识别

通过拟合近似频响函数，在频域中研究多自由度非线性系统参数的识别问题，实例计算结果表明本文的方法是正确的。     

基于动态测量数据损伤定位识别的比较研究

动态测量数据经模态分析可得到结构动态参数,通过结构动态参数的变化能识别土木工程结构中的损伤.利用模态柔度、曲率模态和模态柔度曲率3种损伤定位识别方法的基本原理,以模态柔度差、曲率模态差和模态柔度曲率差为识别参数对简支梁结构损伤定位进行了数值模拟的对比分析.结果表明,当结构单处损伤时,3种参数均能有效识别损伤位置,当结构多处损伤时,曲率模态差和模态柔度曲率差比模态柔度差具有更好的识别精度.     

卧轴矩台平面磨床试验模态分析研究

探讨将试验模态分析技术在于精密平面磨床，分别采用脉冲激振法和随机激振法对整机进行了动态测试，识别出磨床的各阶模态参数和模态振型。确定了磨床的薄弱模态和薄弱部件。并对磨床结构设计中存在的一些问题提出了结构动力修改方案的建议，这对产品的优化和新产品的开发具有实际意义。     

机床结构的模态参数识别与分析

本在对机床结构模态参数识别和优化方法进行分析的基础上，对一台运转条件下的普通车庆，模拟切削力进行了非接触式激振试验，用非线性优化方法，识别了机床结构的前１１个复模态参数。并在识别过程中引入了剩余柔度，采用了两种尺度法ＤＦＰ与ＢＦＧＳ算法，综合了它们的优点，结果表明，此法数值计算稳定，收敛速度快，特别是对模态阶数较多，耦合较紧的情况，识别效果仍较好。     

非线性振动系统参数识别的频响函数

在不同激励，不同共振情况下，非线性系统的一次近似频响函数是不同的，有的包含了系统的的全部参数，有的只包含了部分参数，本文研究了多自由度非线的一次近频响函数的形式以及用它们来识别系统参数的可能性。     

拼板结构的古筝共鸣面板振动模态研究

  目的  古筝共鸣面板的结构是影响其振动性能的重要因素之一,不同结构的共鸣面板发出的音质与音色会有所差异,迄今很少有学者就拼板古筝共鸣面板的振动发声特点展开研究。  方法  本研究以拼板古筝共鸣面板为研究对象,利用两种模态分析方法探讨其声学振动性能。采用实验模态分析法,运用数字信号处理技术对采集到的激励力信号和振动响应信号进行分析,经过数据转换求得系统的频响函数,进而得出各阶次共振频率及其对应模态振型;采用计算模态分析法,建立拼板结构共鸣面板的三维模型,运用有限元法对其进行离散,通过近似方法求解出各阶次共振频率及其对应模态振型。  结果  实验模态结果显示:拼板共鸣面板能够识别到的阶次有(0, n)和(1, n)阶,且多集中在(0, n)阶,(1, 4)、(1, 6)、(1, 7)和(1, 10)阶为沿横纹理方向和顺纹理方向弯曲振动叠加的复合振动,识别较困难。从振型上看,拼板共鸣面板各阶的模态振型相对清晰易识别。与实验模态结果相比,计算模态分析能够识别到选定阶次范围的所有阶次,所得振型图更加均匀且理想,而实验模态分析时个别阶次较难识别。拼板共鸣面板计算模态结果与实验模态结果呈显著的线性相关性,相关系数为0.999 6。  结论  从模态分析结果来看,相对整板结构,拼板共鸣面板各阶共振频率对应的模态振型整体清晰易识别,振动频率更高;从木材利用率方面来讲,相对于制作整板,拼板共鸣面板更有利于节约木材资源。通过两种模态分析结果综合对比,验证了计算模态分析应用于拼板结构古筝共鸣面板的振动模态研究具有可行性。      

考虑剪胀的弹脆塑性软化球形孔扩张问题

用应力一次跌落软化模式来模拟应力应变软化曲线；用双折线来模拟体变ε＿Ｖ—大主应变ε＿１，小主应变ε＿３一大主应变ε１关系，推导出球形孔扩张时，应力场、应变场、位移场和最终扩张压力的显式表达式。运用所得公式，分析了不同软化程度，不同剪胀特性和初始地应力场对球形孔扩张时，应力、位移及塑性区开展规律的影响。     

基于模态曲率改变率与神经网络的桥梁损伤识别

将模态曲率改变率和BP神经网络理论相结合,提出了桥梁结构损伤识别的新方法,据此识别结构损伤位置和损伤程度,并以一简支梁结构和一座连续梁桥为例进行了损伤识别.计算结果表明,该方法可以获得令人满意的识别精度.在结构参数化有限元模型存在误差的情况下,该方法仍然可以获得较好的识别效果,可应用于复杂桥梁结构体系的损伤识别.     

齐齐哈尔嫩江公路大桥模型振动试验模态分析

对齐齐哈尔嫩江公路大桥东江桥模型的动态特性进行了模态参数识别，得到了大桥模型的模态参数。通过动力相似原理换算，预示了原型的模记参数，为原桥的动态特性提供了试验数据。可供有关桥梁结构模型试验参考。     

HHT方法在结构模态参数时域识别中的应用

简略介绍了Hilbert-Huang变换（HHT）中EMD法和Hilbert变换及其结合随机减量技术（RDT）在结构模态参数识别中的应用,并且对2-DOF动力模型的非平稳响应的模态参数时域识别进行了探讨。通过将采用RDT方法处理得到的时程曲线与采用RDT＋HHT方法处理得到的时程曲线相比较,阐释了HHT与RDT方法结合对结构固有模态参数时域识别具有相当精度的机理。最后,将识别结果与传统的频域法识别作了比较,得出了一些有意义的结论。     

HHT方法在结构模态参数识别中的改进

在Hilbert-Huang变换(HHT)的基础上,采用ChebyshevⅠ类带通滤波器对测量响应进行滤波,使得经EMD分解得到的固有模态函数(IMF)包含所有需要的模态,解决了模态混淆问题;采用去端点法预处理模态响应的相位和幅值,进行线性最小二乘法拟合,解决了端点效应问题;并推导了如何利用HHT识别比例阻尼结构体系的振型,获得了结构的各阶模态参数.分别通过4自由度数值试验和4自由度实验室框架结构试验说明了本文算法的有效性.     

考虑剪胀的弹脆塑性软化球形孔扩张问题

用应力一次跌落软化模式来模拟应力应变软化曲线，用双折线来模拟体变εＶ－大主应变εＩ，小主应变ε３－大主应变ε１关系，推导出球形孔扩张时，应力场、应变场、位移场和最终扩张压力的显式表达式。运用所得公式，分析了不同软化程度，不同剪胀特性的初始地应力场对球形孔扩张时，应力，位移及塑性区开展规律的影响。