承弯结构的曲率模态分析

曲率模态常用于计算结构动强度设计中的应力状态。针对桥梁等承弯结构研究曲率模态与应变模态之间的关系 ,阐明了曲率模态分析的理论依据及其特性 ,如曲率模态的正交性和叠加性等 ;推导了有关公式并据以说明曲率模态试验方法和参数识别 ;探讨了曲率模态在动强度设计、结构损伤检测等方面的应用。由于曲率模态是结构的中性面的变形模态 ,它对结构的局部变化与应变有相同的敏感性 ,但其模态表达式将比应变模态简单 ,而应变与曲率之间有简单的关系 ,因此曲率模态在动态设计应用上将更为方便     

运用频率指标诊断电机轴承故障的神经网络法

电机滚动轴承的时域振动信号经过快速傅里叶变换和自功率谱处理后,可以获得电机滚动轴承振动的固有频率,然后运用该频率指标,利用多层反向传播前馈型神经网络,通过神经网络的学习和推广两个阶段,可以实现对轴承故障的自动分类诊断。对一电机滚动轴承的实验表明,该方法行之有效,对工程应用具有较高的实用价值。与其它损伤识别指标相比,诊断精度相对提高率均大于１１％,说明频率指标对结构的损伤具有更高的灵敏度。     

柔性结构振动单边库仑摩擦控制

为解决航天结构的低频振动抑制问题,针对拉索控制装置的单边饱和特点,推导了一种非二次型性能指标函数的最优控制方法。适当地选择非二次型性能指标函数中特殊加权参数,最优控制是一种单边Cou lom b摩擦。通过简单改造的电机拉索结构,该最优控制能采用无需耗能的被动控制方式实现,为航天结构振动抑制节省控制能量。同时最优控制不依赖控制结构模型,在结构模型不确定的情况下,仍具有最优和全局渐进稳定性。在悬臂上进行最优控制的数值仿真结果显示该最优控制方法能充分利用控制作动器迅速抑制结构振动。     

60Co集装箱检测车悬臂振动分析

在分析振动对集装箱检测车系统性能影响的基础上 ,提出了 6 0 Co集装箱检测车悬臂的振动指标。为了验证悬臂结构的强度和刚度条件 ,采用动力学分析软件 AL GOR计算了 6 0 Co集装箱检测车悬臂的静态变形、振形和固有频率。悬臂在启动加速过程中振动最大 ,通过给悬臂施加一个与启动加速度相当的惯性力的方法 ,非常简单地模拟了启动加速过程 ,数值计算结果与实际测试结果较吻合 ,说明了该有限元模型能够正确分析出悬臂结构的力学特性     

深井伽玛定位仪隔振腔抗冲击设计及实验分析

抗振伽玛定位仪器工作在井下2000～4500m,工作时需承受聚能射孔弹最高达3000g/ms的爆破冲击,有效的抗冲击设计是实现该仪器在恶劣条件下工作的关键.为此设计了具有4层隔振环节的隔振腔系统.首先将隔振腔系统简化为4自由度集中质量-弹簧-阻尼系统,并对隔振腔进行了多组冲击载荷实验,结果表明隔振腔系统具有良好的冲击隔振性能.同时采用网格搜索方法确定了实际隔振腔系统的动态等效刚度和动态等效阻尼参数,得到了与试验数据相吻合的系统动力学修正模型参数.     

非平稳环境激励下结构工作模态参数识别法

为了研究非平稳环境激励下只根据响应信号识别系统的模态参数的问题,首先将自然激励技术(natural excitation technique,NExT)法的应用范围从理想白噪声扩展到了MA(q)模型。假设非平稳激励由(d-1)阶多项式趋势项与MA(q)模型之和构成,将其d阶差分后变成MA(q+d)阶模型;导出了基于激励和响应差分数据的运动方程,建立了非平稳环境激励下模态参数识别NExT法。用该方法对龙潭河大桥进行模态参数识别。识别的结果与有限元计算值一致,并且在非平稳环境激励下,该方法能够比标准NExT方法获得更好的模态参数识别结果。     

神经网络法在定量损伤识别研究中的应用

为了探索一种可能的结构损伤在线监测方法,使结构损伤动力识别的研究更具工程实际意义,以工程上常用的截面开口槽形梁为试件,用试验模态分析与神经网络法相结合的方法,研究了位移频响函数指标、应变频响函数指标和模态频率指标在结构损伤定量辨识中的灵敏性。结果证明了神经网络法与试验模态分析技术相结合检测结构损伤的可行性,并指出应变指标对损伤更敏感。此外,指出了对于具有复杂模态的结构无法获取模态的完善信息时,用有限个点、有限个方向的测量数据进行损伤识别是可行的。     

大型射电望远镜馈源1/30模型的轨迹跟踪控制

索驱动小车式无平台馈源支撑方案有望降低大型射电望远镜的造价。为验证其可行性,该文研究了馈源的轨迹跟踪控制问题,设计了利用馈源小车位置与索张力测量信息的双环路反馈控制器。位置反馈采用带误差预测的比例积分(PI)控制律,力反馈采用设置阈值的比例(P)控制律。建立了1/30馈源动力学相似模型,并进行了控制的试验验证。试验结果表明馈源在反馈控制下能够实现望远镜的跟踪观测运动,其位置误差均方根值为99～111mm,小于控制目标的500mm要求。试验充分支持了索驱动小车式无平台馈源支撑方案的可行性。     

舰船发电机抗冲击性能分析

为了保证舰艇的战斗力,在舰艇设计阶段通常要对艇内设备的抗冲击性能进行校核。对某浮筏原动机发电机系统进行三维有限元建模,用弹性体具体模拟了筏体、发电机和原动机定转子结构,分析了发电机冲击条件下定转子的响应。然后与两步法(采用多刚体简化建模计算出发电机等效刚性块响应,作为界面输入分析发电机的定转子响应)进行了对比。通过3组方案的比较,发现两步法在很多情况下分析结果远比整体建模偏小,常导致严重的欠估计。     

单边饱和跟腱控制器结构振动控制实验研究

两个电机跟腱控制器被用于一中心刚体和两个对称太阳能帆板的卫星模型振动控制中．跟腱一端安装在柔性帆板的自由端,另一端与驱动电机相连,安装在中心刚体上．针对无预紧力跟腱的单边饱和特点,采用了一种分段性能指标代替原有的二次型性能指标的最优控制方法．该方法将跟腱的单边饱和特性考虑在内并以合适的抑制速度对结构振动进行控制．卫星模型悬浮在4 m×1．7 m的气浮台上,以此模拟太空二维无重力环境．控制率是通过ERA(eigensystem realization algorithm)算法辨识出的系统动力学模型进行设计,并对各种激励下的模型振动进行控制．实验验证了该最优控制率和跟腱控制方式能有效地控制各种干扰下引起的卫星模型振动．