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基于时变模态振型小波变换的结构损伤识别方法 被引量：25
1
作者 王盟 翁顺 +2 位作者 余兴胜 闫俊锋 殷鹏程 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第16期10-19,共10页
结构损伤是一种非线性发展过程,会导致结构模态参数的变化,因此可以通过时变模态振型特征识别损伤状况。对结构的响应信号进行小波变换,提取当小波系数模出现局部极大值时的尺度参数,利用这些尺度参数识别结构的瞬时频率。选取特定尺度... 结构损伤是一种非线性发展过程,会导致结构模态参数的变化,因此可以通过时变模态振型特征识别损伤状况。对结构的响应信号进行小波变换,提取当小波系数模出现局部极大值时的尺度参数,利用这些尺度参数识别结构的瞬时频率。选取特定尺度参数,对结构各个节点的信号进行小波变换,将信号解耦到只含某一阶模态,通过小波系数的比值进行归一化处理,从而得到结构的瞬时振型。对结构瞬时振型差做小尺度的小波变换,通过小波系数的实部出现极大值的时间及其出现的位置识别出结构的损伤时间与损伤位置,通过极大值的大小判断损伤程度。应用一个悬臂梁和斜拉桥数值算例,证明该方法不仅能准确识别结构发生损伤的时间,而且能高精度、高效率地识别结构损伤位置和损伤程度。 展开更多
关键词 模态振型 损伤状况 小波变换 尺度参数
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高速旋转状态下汽车弧齿锥齿轮的动力学模态分析 被引量：21
2
作者 王犇 华林 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期447-451,共5页
在Pro/E和ANSYS软件环境下,分别建立了汽车主减速器弧齿锥齿轮的三维几何模型和动力学模态分析有限元模型,进而对静止状态和高速旋转状态下的齿轮进行了模态分析,得到了各阶固有频率和振型。结果表明,在高速旋转状态下,齿轮由于离心弹... 在Pro/E和ANSYS软件环境下,分别建立了汽车主减速器弧齿锥齿轮的三维几何模型和动力学模态分析有限元模型,进而对静止状态和高速旋转状态下的齿轮进行了模态分析,得到了各阶固有频率和振型。结果表明,在高速旋转状态下,齿轮由于离心弹性变形而产生"离心刚化效应",从而改变了齿轮的模态特性:随着转速的增加,轮齿离心弹性变形量和各阶固有频率均增大,且某些振型也与静止状态下的不同。 展开更多
关键词 弧齿锥齿轮 高速旋转 模态特性 固有频率 振型
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基于振型加权模态柔度的梁桥损伤识别方法 被引量：15
3
作者 唐盛华 周楠 +1 位作者 方志 苏彬建 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2017年第6期98-106,共9页
为了采用结构柔度矩阵进行损伤识别,由均匀荷载面曲率差指标推导出一种加权柔度矩阵指标构造方法,权值分别取振型、振型曲率和、振型曲率符号函数构造出三个新的损伤指标。基于结构损伤前后指标的相对变化及节点损伤程度和单元损伤程度... 为了采用结构柔度矩阵进行损伤识别,由均匀荷载面曲率差指标推导出一种加权柔度矩阵指标构造方法,权值分别取振型、振型曲率和、振型曲率符号函数构造出三个新的损伤指标。基于结构损伤前后指标的相对变化及节点损伤程度和单元损伤程度的关系,提出了指标的结构损伤程度计算方法。采用一简支梁和一三跨连续梁算例,考虑多种损伤情况,与均匀荷载面曲率差指标进行了对比分析,表明振型曲率符号函数加权损伤指标仅需前几阶模态便能进行损伤检测,具有良好的损伤定位能力,并能准确识别损伤程度。 展开更多
关键词 损伤识别 损伤程度 梁桥 柔度 曲率 振型
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一种弹性支撑柔性转子模态动平衡方法 被引量：14
4
作者 陈曦 廖明夫 +1 位作者 刘展翅 李岩 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期402-409,共8页
针对目前模态平衡法难以高效平衡支承在弹性支承上的柔性转子,提出一种考虑弹性支承影响的柔性转子模态动平衡方法,建立转子的有限元模型,搭建转子试验平台,计算并实测临界转速与振型,进而借助动平衡测试系统进行模态动平衡。结果表明... 针对目前模态平衡法难以高效平衡支承在弹性支承上的柔性转子,提出一种考虑弹性支承影响的柔性转子模态动平衡方法,建立转子的有限元模型,搭建转子试验平台,计算并实测临界转速与振型,进而借助动平衡测试系统进行模态动平衡。结果表明：临界转速计算与实测的相对误差仅为0.36%,一阶计算振型与实测振型的模态置信度为0.990 6。考虑弹性支撑的柔性转子模态动平衡方法合理,算法正确,在保证全正交平衡的前提下能够减少试重的个数。左弹支与右刚支的计算支承刚度组合符合转子结构的实际情况,减振百分比CH1～CH3高达80%以上,CH4可达38%,总体减振效果明显,具有一定的工程应用前景,可为航空发动机柔性转子动平衡试验提供技术参考。 展开更多
关键词 弹性支承 模态动平衡 振型 有限元 柔性转子
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多叶片风轮的试验模态测试与分析 被引量：13
5
作者 汪建文 闫建校 +1 位作者 刘金鹏 赵志渊 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1460-1464,共5页
采用试验模态分析的方法分别对单叶片、两叶片风轮、三叶片风轮、五叶片风轮和中心固定圆板进行了模态分析,得到了它们的实际模态振型。实验结果显示,单叶片的模态振型和多叶片的模态振型有较大不同,单叶片的结构动态特性不能代替整个... 采用试验模态分析的方法分别对单叶片、两叶片风轮、三叶片风轮、五叶片风轮和中心固定圆板进行了模态分析,得到了它们的实际模态振型。实验结果显示,单叶片的模态振型和多叶片的模态振型有较大不同,单叶片的结构动态特性不能代替整个风轮的结构动态特性;对比多叶片风轮和中心固定圆板,按照一定的对应关系,可以采用中心固定圆板的振型来研究多叶片风轮的挥舞模态振型。 展开更多
关键词 风力机 多叶片风轮 试验模态分析 模态振型
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组件的模态分析和随机振动分析 被引量：13
6
作者 李勤建 高翠琢 边国辉 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期810-814,共5页
论述了用ANSYS有限元分析软件对组件进行模态分析和随机振动分析的方法。通过模态分析确定了部件的振动特性即固有频率和振型,它是其他动力分析如频谱分析的起点。通过随机振动分析确定了结构随机振动载荷的结构响应,通过随机振动分析... 论述了用ANSYS有限元分析软件对组件进行模态分析和随机振动分析的方法。通过模态分析确定了部件的振动特性即固有频率和振型,它是其他动力分析如频谱分析的起点。通过随机振动分析确定了结构随机振动载荷的结构响应,通过随机振动分析得到结构的3σ定向变形、3σ定向加速度响应、3σ等效应力参数。根据振动响应中的最大应力计算结构的安全裕度,验证其设计能否成功克服共振现象和振动引起的不良效果。通过模态分析和随机振动分析可以优化结构提高可靠性、缩短研制周期。 展开更多
关键词 模态分析 固有频率 振型 随机振动分析 结构
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航空发动机涡轮叶片振动模态影响因素研究 被引量：12
7
作者 李春旺 李海云 +2 位作者 王澈 张忠平 孙强 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2014年第1期5-9,共5页
分别考虑离心力场、气动力场、温度场及热力场等因素的影响,使用有限元分析软件ANSYS,对某型航空发动机涡轮叶片工作状态下的振动模态进行分析,并将不同情况下的计算结果与室温静止状态进行比较,发现温度场及离心力场是影响叶片固有振... 分别考虑离心力场、气动力场、温度场及热力场等因素的影响,使用有限元分析软件ANSYS,对某型航空发动机涡轮叶片工作状态下的振动模态进行分析,并将不同情况下的计算结果与室温静止状态进行比较,发现温度场及离心力场是影响叶片固有振动频率的主要因素,但对叶片的振型影响很小。然后,综合考虑温度场及离心力场的作用,对叶片进行了包含预应力的热固耦合模态分析,得到了叶片工作状态下的固有振动频率及振型。所得结论对航空发动机叶片的设计、改型及使用具有重要的理论意义和工程应用价值。 展开更多
关键词 涡轮叶片 热固耦合 模态分析 预应力 频率 振型
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三叶片风轮动力学特性的分析 被引量：11
8
作者 汪建文 赵志渊 刘博 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期222-225,共4页
采用试验模态分析的方法分别对三叶片风轮、中心固定整体圆板和中心固定按120°开口的圆板,进行了模态分析,得到了它们的实际模态振型。运用模态计算软件ANSYS对动力学特性一致的三叶片风轮和动力学特性有差异的三叶片风轮进行了定... 采用试验模态分析的方法分别对三叶片风轮、中心固定整体圆板和中心固定按120°开口的圆板,进行了模态分析,得到了它们的实际模态振型。运用模态计算软件ANSYS对动力学特性一致的三叶片风轮和动力学特性有差异的三叶片风轮进行了定性计算分析。试验结果显示,三叶片风轮的振型和中心固定圆板的振型有一定对应关系,可采用中心固定圆板的振型来研究三叶片风轮的挥舞模态振型。并且使用ANSYS软件和中心固定按120°开口的圆板的振型图,更合理地解释了三叶片风轮的挥舞模态振型。 展开更多
关键词 风力机 三叶片风轮 模态分析 模态振型
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某轿车白车身试验模态分析 被引量：10
9
作者 张建 唐文献 +2 位作者 马宝 王琪 王国林 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2012年第2期146-149,共4页
白车身的动态特性是车身设计过程中需要考虑的首要问题.以Smart Office软件为平台,对某轿车白车身进行试验模态分析,得出白车身的固有频率、振型和阻尼比,并分析前后风窗玻璃对车身模态参数的影响.实验结果表明:白车身的前6阶固有频率... 白车身的动态特性是车身设计过程中需要考虑的首要问题.以Smart Office软件为平台,对某轿车白车身进行试验模态分析,得出白车身的固有频率、振型和阻尼比,并分析前后风窗玻璃对车身模态参数的影响.实验结果表明:白车身的前6阶固有频率分别为26.582,29.107,38.617,40.347,42.953,46.006 Hz,其中前3阶模态为整车扭转模态,后3阶模态为整车弯曲模态;加上前后风窗玻璃后,白车身的固有频率平均提高了21%,第3阶振型变化为前车头局部的弯曲振动,第5阶振型变化为前车头及车尾局部的扭转振动. 展开更多
关键词 白车身 试验模态 固有频率 振型 风窗玻璃
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基于应变能等效指标的结构损伤识别技术研究 被引量：9
10
作者 郭惠勇 李正良 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期286-291,共6页
为了解决结构的多损伤识别问题,提出了一种基于应变能等效指标的损伤识别方法.首先给出了损伤前后模态应变能变化的表达式以及能量耗散公式,然后根据结构的能量耗散与应变能的变化值等价的原理,建立了一个四阶等效方程,最后求出了该方... 为了解决结构的多损伤识别问题,提出了一种基于应变能等效指标的损伤识别方法.首先给出了损伤前后模态应变能变化的表达式以及能量耗散公式,然后根据结构的能量耗散与应变能的变化值等价的原理,建立了一个四阶等效方程,最后求出了该方程的四个根,并通过对该方程四个根的分析得到了一个应变能等效指标,通过该指标可以方便的求解损伤的位置和程度.数值仿真结果表明,基于应变能等效指标的损伤识别方法不仅可以精确的识别出损伤的位置和程度,而且其识别精度明显好于应变能耗散率方法. 展开更多
关键词 损伤识别 模态应变能 等效指标 位移模态 耗散率
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海洋平台结构模态参数识别的仿真研究 被引量：6
11
作者 杨和振 李华军 王国兴 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2003年第4期75-80,共6页
将特征系统实现法(ERA)与CBSI算法相结合识别海洋平台结构的模态参数(固有频率,阻尼比,振型),利用有限的加速度信号进行结构模态参数识别。海洋平台结构数值模型模拟的动力响应信号用于参数识别。所识别出的海洋平台模态参数与有限元AN... 将特征系统实现法(ERA)与CBSI算法相结合识别海洋平台结构的模态参数(固有频率,阻尼比,振型),利用有限的加速度信号进行结构模态参数识别。海洋平台结构数值模型模拟的动力响应信号用于参数识别。所识别出的海洋平台模态参数与有限元ANSYS分析所得的结果相比较,表明运用本文所提出的方法进行模态参数识别是有效的。 展开更多
关键词 海洋平台结构 模态参数识别 特征系统实现法 CBSI算法 振型 阻尼比 系统仿真 结构损伤诊断
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基于有限元模型和模态参数的损伤识别 被引量：4
12
作者 王树青 张韶光 李华军 《青岛海洋大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2003年第4期650-656,共7页
本文从特征值问题出发 ,结合结构系统的有限单元模型并引入单元损伤因子 ,导出了求解单元损伤因子的方程 ,从而可以确定结构的损伤位置和损伤程度。利用简支梁进行了数值模拟 ,建立了简支梁的有限单元模型 ,用不同单元弹性模量的降低来... 本文从特征值问题出发 ,结合结构系统的有限单元模型并引入单元损伤因子 ,导出了求解单元损伤因子的方程 ,从而可以确定结构的损伤位置和损伤程度。利用简支梁进行了数值模拟 ,建立了简支梁的有限单元模型 ,用不同单元弹性模量的降低来模拟各种不同的损伤工况 ,并对每种工况进行了损伤位置和损伤程度识别 ,数值模拟结果同实际情况吻合很好。 展开更多
关键词 有限元模型 模态参数 损伤识别 单元损伤因子 简支梁 数值模拟 振型扩展 结构系统
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固体火箭发动机模态分析中的推进剂建模研究 被引量：7
13
作者 任萍 刘勇琼 +2 位作者 史宏斌 徐秉恒 仝猛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期538-542,共5页
应用有限元软件Marc建立了某固体发动机有限元计算模型,对其中难以用有限元模型准确描述的推进剂,采用了两种简化建模方法。一种是仅仅考虑推进剂质量,忽略其刚度等属性,将推进剂简化为均匀附加在发动机壳体有限元模型节点上的集中质量... 应用有限元软件Marc建立了某固体发动机有限元计算模型,对其中难以用有限元模型准确描述的推进剂,采用了两种简化建模方法。一种是仅仅考虑推进剂质量,忽略其刚度等属性,将推进剂简化为均匀附加在发动机壳体有限元模型节点上的集中质量;另一种是将推进剂作为几何实体,考虑其质量和刚度,建立推进剂实体模型。模态计算结果与试验比较表明:推进剂的壳体节点集中质量模型,能较好地模拟发动机的弯曲特性,由于忽略了推进剂刚度,对于呼吸振动特性的模拟不太理想;相比之下,推进剂的实体模型,由于同时考虑质量和刚度,对弯曲和呼吸振动特性的模拟较好一些。计算还表明,要逼近高阶振型,需要将推进剂弹性模量修正得更高一些。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 推进剂 模态分析 固有频率 振型
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主动防护发射转台静态与模态特性分析 被引量：7
14
作者 陆谦 陈曦 +2 位作者 许国杰 杜忠华 隋红霞 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第1期106-110,共5页
使用ANSYS Workbench对某主动防护发射转台主要承力对象进行了静力学和模态分析,得到其应力云图与变形云图及前6阶固有频率与振型,确定在静压情况下主动防护发射转台中最薄弱的构件为底板,但变形量较小可从控制方面给予补偿,其1阶模态... 使用ANSYS Workbench对某主动防护发射转台主要承力对象进行了静力学和模态分析,得到其应力云图与变形云图及前6阶固有频率与振型,确定在静压情况下主动防护发射转台中最薄弱的构件为底板,但变形量较小可从控制方面给予补偿,其1阶模态固有频率为157. 81 Hz,远大于其工作频率,不会产生共振;确定了主动防护发射转台中对发射精确度影响最大的因素,验证了主动防护发射转台结构的可行性,从而为今后的优化提供指导。 展开更多
关键词 主动防护 发射转台 静力学分析 模态分析 应力应变云图 固有频率 振型
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海上风机结构工作模态识别的组合降噪方法 被引量：7
15
作者 董霄峰 练继建 +1 位作者 杨敏 王海军 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期203-208,共6页
海上风机结构现场原型观测所获取的振动加速度信号中,往往混有大量的电磁工频、机组转频及环境噪声等成分,这些干扰信号处理不当易导致模态识别失真与产生虚假模态等问题.针对这一问题提出了基于自适应滤波与集成经验模态分解(EEMD)法... 海上风机结构现场原型观测所获取的振动加速度信号中,往往混有大量的电磁工频、机组转频及环境噪声等成分,这些干扰信号处理不当易导致模态识别失真与产生虚假模态等问题.针对这一问题提出了基于自适应滤波与集成经验模态分解(EEMD)法的组合降噪方法.通过对测试信号采取滤波、分解、降噪及重组等过程可以更有效地降低各种噪声干扰,以完整地保留结构自身的振动信息;再利用随机减量法(RDT)和特征系统实现法(ERA)完成模态信息的初步识别,并结合振型分析等手段剔除虚假模态,实现准确提取海上风机结构工作模态参数的目的.该方法相比传统的降噪方法在噪声统计特征不足情况下具有更好的降噪精度和降噪效率,对基于实测信号获取风机结构工作模态信息有很好的工程应用价值. 展开更多
关键词 海上风电 模态识别 自适应滤波 集成经验模态分解 振型分析
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基于ANSYS的汽车转向节模态分析研究 被引量：3
16
作者 何家盼 何俊艺 《时代汽车》 2023年第11期101-103,共3页
本研究基于ANSYS结构动力学分析模块,对汽车转向节进行了模态分析,通过计算并提取转向节的振动特性,得到了转向节的前十阶固有振型和频率。通过对转向节产生的模态特性进行分析,可以发现转向节存在着多种不同的振动模态,这些振动模态与... 本研究基于ANSYS结构动力学分析模块,对汽车转向节进行了模态分析,通过计算并提取转向节的振动特性,得到了转向节的前十阶固有振型和频率。通过对转向节产生的模态特性进行分析,可以发现转向节存在着多种不同的振动模态,这些振动模态与转向节结构的不同部分以及工作条件密切相关。本研究为汽车转向节的结构设计提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 汽车转向节 模态分析 ANSYS 固有振型 频率 振动特性
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基于激光多普勒测振的结构工作模态分析
17
作者 吴伟 尹涵 +2 位作者 游超 丁飞 周萌 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2024年第4期29-35,共7页
为验证激光多普勒测振仪快速识别高层建筑结构模态参数的适用性,提出一种采用两台远距离激光多普勒测振仪进行环境振动测试的方法。以一悬臂灯杆为例进行实测,获得振动速度响应。该方法实施便捷,测量精度能够满足要求。本文采用频域分解... 为验证激光多普勒测振仪快速识别高层建筑结构模态参数的适用性,提出一种采用两台远距离激光多普勒测振仪进行环境振动测试的方法。以一悬臂灯杆为例进行实测,获得振动速度响应。该方法实施便捷,测量精度能够满足要求。本文采用频域分解法(FDD)及随机子空间算法(SSI)对其模态参数进行了识别,为进一步应用于环境激励下的高层建筑等大型结构提供试验基础。结果表明,两种算法均可较好地获取结构自振频率及模态振型,自振频率差异很小,振型则几乎一致。并对灯杆进行简化的有限元分析,将模态识别结果与数值模拟结果相比,二者振型吻合较好,但自振频率略有差别。为避免模态遗漏和虚假模态,应结合多种模态识别算法进行模态分析。最后采用该方法对一超高层建筑进行环境激励下的振动实测与模态参数识别。 展开更多
关键词 激光多普勒 远距离测振 工作模态分析 随机子空间法 振型
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折弯角度及流体对汽车输流管路振动特性的影响研究
18
作者 蔡小波 乔慧 +2 位作者 王杰 唐都 景亮彪 《汽车实用技术》 2024年第16期112-116,共5页
为了研究折弯角度和流体对汽车输流管路振动特性的影响,文章通过ANSYS work-bench分析软件,对不同折弯角度(90°、105°、120°、135°和150°)下的空管和充液管路的模态频率及模态振型进行仿真计算,并将输流管路... 为了研究折弯角度和流体对汽车输流管路振动特性的影响,文章通过ANSYS work-bench分析软件,对不同折弯角度(90°、105°、120°、135°和150°)下的空管和充液管路的模态频率及模态振型进行仿真计算,并将输流管路在不同工况下的模态频率进一步处理分析。结果表明,折弯角度的增加和流体的存在均会显著地降低输流管路的模态频率,而在低阶模态下,折弯角度和流体对输流管路模态振型的影响较弱。研究为后期汽车输流管路在充液和空管状态下的设计选型工作提供了依据。 展开更多
关键词 汽车输流管路 模态频率 模态振型 ANSYS workbench
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基于跨模型模态应变能变化的结构损伤识别两阶段法
19
作者 朱学坤 李翠 +2 位作者 俞记生 张雅儒 伍晓顺 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期210-221,共12页
为提高结构损伤识别精度,采用跨模型模态应变能变化(Cross-model Modal Strain Energy Changes,CMSEC)代替传统的模态应变能变化(Modal Strain Energy Changes, MSEC)建立先定位后定量的结构损伤识别两阶段法.与传统模态应变能(Modal St... 为提高结构损伤识别精度,采用跨模型模态应变能变化(Cross-model Modal Strain Energy Changes,CMSEC)代替传统的模态应变能变化(Modal Strain Energy Changes, MSEC)建立先定位后定量的结构损伤识别两阶段法.与传统模态应变能(Modal Strain Energy, MSE)计算时仅利用结构损伤后的振型不同,跨模型模态应变能(CMSE)的计算同时利用结构损伤前后的振型.先利用CMSEC构建CMSECI (Cross-model Modal Strain Energy Index)损伤指标来确定损伤位置,筛选出疑似损伤构件后,再利用CMSEC建立定量识别损伤程度的灵敏度方程.采用基于奇异值截断的迭代法求解该方程,以避免迭代过程中可能出现的病态方程问题.根据公式构成可以定性判断CMSEC比MSEC更难被噪声干扰.某简支梁算例表明,本文方法在损伤定位和损伤定量两个阶段均比传统方法具有更高的识别精度.为了深入考察本文方法的优越性,采用蒙特卡洛法从宏观的相对误差上界和具体的相对误差分布这两个视角解释了本文方法优于传统方法的原因. 展开更多
关键词 损伤识别 模态应变能 模态识别 结构健康监测 损伤灵敏度
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薄壁深沟球轴承模态特性分析 被引量：6
20
作者 邱海飞 《轴承》 北大核心 2019年第1期28-31,共4页
以SKF 61808薄壁深沟球轴承为研究对象,建立了模态分析理论,并基于有限元建立模型分析了轴承系统在自由模态和约束模态下的固有频率及振型。结果表明:在自由模态下61808轴承1阶固有频率远小于6208轴承,容易发生共振;在约束状态下薄壁轴... 以SKF 61808薄壁深沟球轴承为研究对象,建立了模态分析理论,并基于有限元建立模型分析了轴承系统在自由模态和约束模态下的固有频率及振型。结果表明:在自由模态下61808轴承1阶固有频率远小于6208轴承,容易发生共振;在约束状态下薄壁轴承固有频率明显较大,61808轴承动力学特性更优。自由模态下1阶模态振型主要表现为内外圈弯扭组合变形,约束模态下保持架和钢球变形更明显。并对61808轴承子零件进行模态分析,自由模态下保持架固有频率最小,各零件变形较小。 展开更多
关键词 薄壁深沟球轴承 模态分析 固有频率 模态振型
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