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结构破损定位的单元模态应变能变化率法 被引量:124
1
作者 史治宇 罗绍湘 张令弥 《振动工程学报》 EI CSCD 1998年第3期356-360,共5页
提出了结构单元模态应变能的概念,并导出了基于单元模态应变能变化率的结构破损位置的诊断方法。该方法仅以结构破损前后的模态振型和单元刚度矩阵为输入信息。算例的数值结果表明,该方法简便、有效。
关键词 结构振动 模态分析 故障诊断 模态应变能 破损
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由模态应变能法诊断结构破损的实验研究 被引量:36
2
作者 史治宇 吕令毅 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1999年第2期134-138,共5页
提出了基于单元模态应变能变化的结构破损诊断方法,该方法仅以结构破损前后的模态振型和单元刚度矩阵为诊断信息.实验研究表明,用有噪声影响的不完整测试模态振型数据时,此方法仍能得到较好的破损诊断结果,并且方法简便,便于实际... 提出了基于单元模态应变能变化的结构破损诊断方法,该方法仅以结构破损前后的模态振型和单元刚度矩阵为诊断信息.实验研究表明,用有噪声影响的不完整测试模态振型数据时,此方法仍能得到较好的破损诊断结果,并且方法简便,便于实际应用. 展开更多
关键词 模态分析 故障诊断 模态应变能 结构破损
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基于模态应变能诊断结构破损的修正方法 被引量:27
3
作者 史治宇 张令弥 吕令毅 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 2000年第3期84-87,共4页
针对单元模态应变能法诊断结构破损时由于模态截断引起的计算误差等问题 ,改进了求解系统特征向量导数的典型模态法 ,提出了仅用部分低阶模态来确定结构破损位置和大小的修正方法 。
关键词 结构振动 模态分析 故障诊断 工程力学
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基于模态应变能的结构损伤检测方法研究 被引量:21
4
作者 袁明 贺国京 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期92-94,共3页
针对单元模态应变能法诊断结构损伤时需要完备模态的缺点 ,本文提出仅用部分低阶模态确定结构损伤位置和程度的方法。通过考虑高阶模态的近似贡献 ,能够得到较满意的诊断精度 ,具有实际应用价值。
关键词 结构振动 模态法 模态应变能 损伤诊断
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基于模态应变能耗散率理论的结构损伤识别方法 被引量:32
5
作者 刘晖 瞿伟廉 袁润章 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期118-121,共4页
本文提出了基于模态应变能耗散率理论的一种新的结构损伤识别方法。表示结构损伤的损伤变量的概念来自于材料领域 ,并推广到了构件和结构 ;在此基础上 ,结构单元的损伤变量是通过建立模态应变能耗散率和相应的结构损伤前后的应变能变化... 本文提出了基于模态应变能耗散率理论的一种新的结构损伤识别方法。表示结构损伤的损伤变量的概念来自于材料领域 ,并推广到了构件和结构 ;在此基础上 ,结构单元的损伤变量是通过建立模态应变能耗散率和相应的结构损伤前后的应变能变化的关系而获得。该方法所要求的结构损伤前后的振型模态可以是不完备的。对测量噪声的影响具有较强的鲁棒性。最后 ,通过数值算例的分析结果说明 ,该方法简便、有效 ,可定位结构的损伤和识别损伤的程度。 展开更多
关键词 模态应变能 耗散率 损伤识别 结构损伤
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基于能量系数-有效独立法的桥梁结构传感器优化布置 被引量:29
6
作者 杨雅勋 郝宪武 孙磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期119-123,134,共6页
为了解决桥梁结构健康监测中的传感器优化布置问题,以简支钢桁架梁桥为研究对象,以反映节点自由度模态应变能的系数来修正反映最大线性无关的有效独立法,提出了基于能量系数-有效独立法的传感器优化布置算法,使传感器布置方案进一步优... 为了解决桥梁结构健康监测中的传感器优化布置问题,以简支钢桁架梁桥为研究对象,以反映节点自由度模态应变能的系数来修正反映最大线性无关的有效独立法,提出了基于能量系数-有效独立法的传感器优化布置算法,使传感器布置方案进一步优化。实例分析表明,采用该方法所得的传感器布置方案用多种准则进行评价的结果都较好,既能保证测量振型向量的正交性,又能保证扩阶振型的准确性,并且有较强的抗噪声性能,是一种适合桥梁结构的较为理想的传感器优化布置算法。 展开更多
关键词 桥梁工程 传感器优化布置 能量系数-有效独立法 模态应变能 模态保证准则
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基于模态应变能和小波变换的结构损伤识别研究 被引量:26
7
作者 严平 李胡生 +1 位作者 葛继平 叶黔元 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期121-126,共6页
针对单一方法对结构同时发生多处不同程度损伤识别的不敏感性缺陷,结合小波变换在时域、频域内表征信号局部特性且能够聚焦到信号或函数的任意细节进行处理的能力,提出了一种基于单元模态应变能和小波变换的结构损伤识别方法。在单元模... 针对单一方法对结构同时发生多处不同程度损伤识别的不敏感性缺陷,结合小波变换在时域、频域内表征信号局部特性且能够聚焦到信号或函数的任意细节进行处理的能力,提出了一种基于单元模态应变能和小波变换的结构损伤识别方法。在单元模态应变能基础上,利用小波变换系数的变化和分布情况构建单元模态应变能小波变换结构损伤指标,通过对简支梁的数值模拟和斜拉桥模型试验研究的结果与单元模态应变能平均变化率作为损伤识别指标的计算结果进行对比,结果表明该方法能有效确定结构同时发生多处不同程度损伤的位置和估计损伤程度,为实际工程应用奠定了基础。 展开更多
关键词 结构损伤识别 独塔斜拉桥 模态应变能 小波变换 试验研究
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梁裂纹位置识别的模态能量法 被引量:15
8
作者 唐小兵 沈成武 付军 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 北大核心 2001年第3期241-243,共3页
阐述了梁结构裂纹位置识别的模态能量法 ,利用结构固有频率的改变对悬臂梁裂纹位置进行了识别 ,将有限元分析获得的模态应变能分布曲线与不同裂纹位置引起的固有频率改变曲线及应变模态振型进行了对比分析 。
关键词 裂纹 固有频率 梁结构 位置识别 模态能量法 原理
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基于应变能耗散率的结构损伤识别方法研究 被引量:12
9
作者 刘晖 瞿伟廉 袁润章 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期198-202,共5页
将损伤变量的概念从材料领域拓展到结构中,并用其作为损伤因子来表征结构的损伤程度。通过表示结构损伤时每一单元的模态应变能耗散率引起的单元模态应变能的变化,导出结构每一单元的损伤因子的表达式。考虑到所测的结构模态是不完备的... 将损伤变量的概念从材料领域拓展到结构中,并用其作为损伤因子来表征结构的损伤程度。通过表示结构损伤时每一单元的模态应变能耗散率引起的单元模态应变能的变化,导出结构每一单元的损伤因子的表达式。考虑到所测的结构模态是不完备的,应用完备模态空间理论将未测的结构高阶模态用等效高阶模态来代替从而消除模态截断误差的影响。最后,通过对一悬臂六跨平面桁架结构的数值算例分析的结果说明,该方法简便、有效,可同时定位结构的损伤和识别损伤的程度。 展开更多
关键词 结构损伤识别 模态应变能 耗散率 完备模态空间 模态
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钢和混凝土竖向混合结构阻尼特性研究 被引量:25
10
作者 吕西林 张杰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期10-16,共7页
下部混凝土结构与上部钢结构串联形成竖向混合结构(以下简称S/RC结构),由于建筑和结构上优势,该结构体系已在国内重大工程中得以应用。S/RC体系上、下部分材料不同,整体结构的阻尼参数难以确定,工程设计被迫采用钢材和混凝土两种不同阻... 下部混凝土结构与上部钢结构串联形成竖向混合结构(以下简称S/RC结构),由于建筑和结构上优势,该结构体系已在国内重大工程中得以应用。S/RC体系上、下部分材料不同,整体结构的阻尼参数难以确定,工程设计被迫采用钢材和混凝土两种不同阻尼参数进行计算。从阻尼矩阵和模态阻尼比两个方面研究分块Rayleigh模型和模态应变能模型这两个阻尼模型,并从理论上对模型的物理意义和应用基础进行分析。之后,以12层RC框架和12层S/RC框架的振动台试验为基础,从频域和时域两个层面对两个阻尼模型的有效性进行检验。结果表明,分块Rayleigh模型的阻尼矩阵为非比例阻尼,其难以用于常规的模态分析。模态应变能阻尼模型具有耗能等效的物理概念,且该模型在时域和频域内均具有更高的预测精度,建议在S/RC结构抗震分析中采用。 展开更多
关键词 竖向混合结构 阻尼特性 模态应变能 Rayleigh阻尼 复模态
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基于振动测试的海洋平台结构无损检测 被引量:15
11
作者 杨和振 李华军 黄维平 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期480-484,共5页
针对海洋平台等复杂大型土木工程结构物 ,研究基于振动测试的无损检测方法 ,提出了一套利用结构单元模态应变能特性的新损伤诊断方法。该方法是将结构单元的模态应变能分解为拉压模态应变能和弯曲模态应变能 ,并定义了两个损伤诊断指标 ... 针对海洋平台等复杂大型土木工程结构物 ,研究基于振动测试的无损检测方法 ,提出了一套利用结构单元模态应变能特性的新损伤诊断方法。该方法是将结构单元的模态应变能分解为拉压模态应变能和弯曲模态应变能 ,并定义了两个损伤诊断指标 ,即拉压模态应变能变化率 (CMSECR)和弯曲模态应变能变化率 (FMSECR)。模态应变能是通过结构不完备模态振型和结构刚度矩阵计算出的 ,因此 ,可以通过振动测试得到结构单元的两个损伤指标诊断结构的损伤。为了验证本文所提出损伤诊断方法的正确性 ,利用海洋平台有限元模型数值模拟了三个典型的损伤工况。根据损伤诊断结果 ,本文所提方法能够得到较满意的诊断精度 。 展开更多
关键词 海洋平台结构 无损检测 振动测试 模态应变能 结构健康监测
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结构裂纹位置识别的模态分析 被引量:7
12
作者 唐小兵 陈定方 沈成武 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 2001年第5期71-74,共4页
阐述了结构裂纹位置识别的模态应变能法,首先采用有限元方法分析了裂纹位置及深度对结构固有频率的影响.绘制了固有频率的改变量随裂纹位置的变化曲线,并且将该曲线与有限元分析获得的模态应变能分布曲线及应变模态振型进行了对比分... 阐述了结构裂纹位置识别的模态应变能法,首先采用有限元方法分析了裂纹位置及深度对结构固有频率的影响.绘制了固有频率的改变量随裂纹位置的变化曲线,并且将该曲线与有限元分析获得的模态应变能分布曲线及应变模态振型进行了对比分析,然后利用结构固有频率的改变对裂纹位置进行识别,讨论了不同的单元划分和不同模态阶数对裂纹位置识别的影响。对悬臂梁结构测试例子的分析表明.该方法能较好地识别具有单个裂纹结构的裂纹位置。 展开更多
关键词 结构裂纹 位置识别 结构损伤 固有频率 模态应变能 模态分析
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基于模态应变能分析和板件单元贡献分析的车身阻尼处理 被引量:23
13
作者 朱林森 周鋐 赵静 《汽车技术》 北大核心 2010年第10期8-11,共4页
基于汽车车身有限元模型与乘坐室空腔有限元模型,以声固耦合方法为车内噪声分析预测手段,分别以车身模型的模态应变能信息和对车内场点的板件单元贡献信息为指标,确定了对车身板件进行阻尼处理的位置和面积,并通过实例验证了2种阻尼处... 基于汽车车身有限元模型与乘坐室空腔有限元模型,以声固耦合方法为车内噪声分析预测手段,分别以车身模型的模态应变能信息和对车内场点的板件单元贡献信息为指标,确定了对车身板件进行阻尼处理的位置和面积,并通过实例验证了2种阻尼处理方法的效果。模态应变能指标具有普遍适用性,而板件单元贡献指标对特定工况下的噪声问题具有针对性。 展开更多
关键词 车身 模态应变能 板件单元贡献 阻尼处理 声固耦合
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基于单元模态应变能灵敏度的结构损伤统计识别 被引量:21
14
作者 颜王吉 黄天立 任伟新 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期152-157,共6页
基于单元模态应变能灵敏度,采用概率统计的方法,提出一种同时考虑模型不确定性和测试噪声影响的损伤统计识别方法。首先,建立基于单元模态应变能灵敏度分析的结构损伤方程组,然后,通过摄动法推导出损伤结构刚度参数的统计特性,并运用损... 基于单元模态应变能灵敏度,采用概率统计的方法,提出一种同时考虑模型不确定性和测试噪声影响的损伤统计识别方法。首先,建立基于单元模态应变能灵敏度分析的结构损伤方程组,然后,通过摄动法推导出损伤结构刚度参数的统计特性,并运用损伤概率模型计算各单元的损伤存在概率。最后,用一简支梁数值模拟算例验证了该方法的有效性。研究结果表明:损伤概率越大,表明存在损伤的可能性越大;损伤单元的损伤存在概率大于非损伤单元的损伤存在概率;随着损伤程度的增加,损伤存在概率不断增加,而随着噪声水平的增加,损伤存在概率减小。 展开更多
关键词 灵敏度 模态应变能 模态分析 损伤识别 统计方法
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某型卫星有效载荷支架振动抑制 被引量:18
15
作者 申智春 梁鲁 +3 位作者 郑钢铁 张建钢 满孝颖 车腊梅 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期503-506,共4页
某型号卫星的有效载荷支架结构在验收级振动试验时振动超标。在对结构不做大的修改的前提下,采用约束阻尼层用对原结构进行处理。对不同的约束阻尼层方案采用有限元方法进行计算,综合考虑各种影响因素,如阻尼比和附加质量等,得到合理的... 某型号卫星的有效载荷支架结构在验收级振动试验时振动超标。在对结构不做大的修改的前提下,采用约束阻尼层用对原结构进行处理。对不同的约束阻尼层方案采用有限元方法进行计算,综合考虑各种影响因素,如阻尼比和附加质量等,得到合理的约束阻尼减振方案,并在结构星上进行试验,确定最终实施方案。实施方案后,正样星在0.1g振动条件下,最大振动幅值下降了22.3%,保证了卫星的顺利发射。该卫星已经成功发射,并且在轨运行正常。该问题的成功解决和解决问题的方法与过程为今后解决类似问题提供了经验。 展开更多
关键词 支架 约束层阻尼 模态应变能
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模态应变能在复合材料机翼结构损伤检测中的应用 被引量:16
16
作者 万小朋 施晓良 +1 位作者 赵美英 舒遂文 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期691-695,共5页
以复合材料机翼结构为研究对象,采用单元模态应变能改变率作为结构损伤标识量,对损伤结构进行损伤识别仿真。应用NASTRAN有限元程序对模型进行模态分析,模态分析的结果表明,单元模态应变能改变率对不同位置和不同程度损伤都具有较强的... 以复合材料机翼结构为研究对象,采用单元模态应变能改变率作为结构损伤标识量,对损伤结构进行损伤识别仿真。应用NASTRAN有限元程序对模型进行模态分析,模态分析的结果表明,单元模态应变能改变率对不同位置和不同程度损伤都具有较强的敏感性。应用神经网络成功识别了损伤的位置和程度,指出其可行性。 展开更多
关键词 结构损伤 模态应变能 神经网络
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基于剩余模态力和模态应变能理论的网架结构损伤识别 被引量:15
17
作者 高维成 刘伟 钱成 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期93-100,共8页
针对网架结构特点,引入敏感模态的概念,提出了一种识别敏感模态的算法;基于剩余模态力理论,利用敏感模态进行损伤位置识别,并建立了基于模态应变能理论的损伤程度评估算法,采用非负最小二乘法求解超静定方程组,实现定量评估损伤程度。... 针对网架结构特点,引入敏感模态的概念,提出了一种识别敏感模态的算法;基于剩余模态力理论,利用敏感模态进行损伤位置识别,并建立了基于模态应变能理论的损伤程度评估算法,采用非负最小二乘法求解超静定方程组,实现定量评估损伤程度。以某实际结构为仿真对象,分析了上述算法在网架结构损伤识别中联合应用的可行性,同时将评估结果与基于最小秩摄动理论的损伤程度评估结果进行了比较研究,并考虑测试噪声影响。结果表明,二者联合工作效果较好,不仅可以识别结构单处损伤,还可以识别结构多处损伤,且损伤程度评估结果同基于最小秩摄动理论损伤程度评估结果比,更可信,将其应用于网架结构的健康诊断是可行的。 展开更多
关键词 网架结构 健康监测 损伤识别 剩余模态力 模态应变能 最小秩摄动
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阻尼层厚度对结构阻尼性能的影响 被引量:16
18
作者 吕平 盖盼盼 +1 位作者 伯仲维 黄舰 《噪声与振动控制》 CSCD 2013年第2期101-104,共4页
通过分析比较,选用基于模态应变能理论的有限元分析方法。首先验证了方法的精确性,对于算例,前五阶结构固有频率平均误差为0.020,模态损耗因子平均误差为0.112。进而以阻尼层厚度为变量,对被动振动控制结构的两种典型形式——自由阻尼... 通过分析比较,选用基于模态应变能理论的有限元分析方法。首先验证了方法的精确性,对于算例,前五阶结构固有频率平均误差为0.020,模态损耗因子平均误差为0.112。进而以阻尼层厚度为变量,对被动振动控制结构的两种典型形式——自由阻尼结构和约束阻尼结构,进行动态力学性能研究,研究结果表明:阻尼层厚度从0.2 mm增加到1.5 mm,两种阻尼结构的固有频率降低,损耗因子提高;相比之下,自由阻尼结构的减振性能更为依赖阻尼层厚度,即对于较小的阻尼层厚,约束阻尼结构的减振性能更为优异。 展开更多
关键词 振动与波 被动振动控制 自由阻尼结构 约束阻尼结构 模态应变能 阻尼层厚度
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基于模态应变能及灵敏度分析白车身模态优化 被引量:15
19
作者 胡小舟 林建平 +1 位作者 陈龑 胡巧声 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第9期1415-1418,共4页
白车身优化过程中,由于板件较多,直接使用模态灵敏度分析的分析对象多且计算量大。本文引入模态应变能分析方法,从而减少模态灵敏度分析对象,提高优化效率。基于模态试验验证的有限元模型,选取模态应变能分析的一阶模态振型下的薄弱位置... 白车身优化过程中,由于板件较多,直接使用模态灵敏度分析的分析对象多且计算量大。本文引入模态应变能分析方法,从而减少模态灵敏度分析对象,提高优化效率。基于模态试验验证的有限元模型,选取模态应变能分析的一阶模态振型下的薄弱位置,缩小模态灵敏度分析的板件范围,再根据灵敏度分析结果对板件厚度进行调整,提高白车身一阶模态频率。最终结果表明,优化后一阶模态频率由15.75Hz提高到了16.50 Hz,同时白车身质量未增加,实现了白车身模态性能提升的同时车身不增重。 展开更多
关键词 白车身 模态应变能 灵敏度分析 模态优化
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发动机油底壳的辐射噪声分析及结构优化 被引量:16
20
作者 宋兆哲 杨景玲 +1 位作者 孔德芳 张宗成 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第1期123-127,168,共6页
油底壳表面辐射噪声占发动机总辐射噪声的24%左右,已成为降低发动机噪声的重要制约因素。为了降低某油底壳的辐射噪声,通过有限元模型,计算其约束模态,找出油底壳的薄弱位置;进而施加由试验测得的激励,计算油底壳的表面振动加速度。在... 油底壳表面辐射噪声占发动机总辐射噪声的24%左右,已成为降低发动机噪声的重要制约因素。为了降低某油底壳的辐射噪声,通过有限元模型,计算其约束模态,找出油底壳的薄弱位置;进而施加由试验测得的激励,计算油底壳的表面振动加速度。在此基础上,采用边界元法对其进行辐射噪声总声功率级的计算;根据计算结果,对该油底壳进行结构优化,并预测结构优化后的辐射噪声水平。通过优化前后的对比表明:结构优化后约束模态频率有很大的提高,振型也有明显变化,总声功率级降低了1.83 dB(A)。 展开更多
关键词 声学 模态计算 应变能 辐射噪声 边界元法
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