动态载荷识别响应点选取方法研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:p348892993
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振动问题几乎处处存在,其引起的结果通常都是有害的,这也是其研究备受重视的原因。例如,当我们乘坐交通工具时,会由于各种原因产生振动,使得我们产生不适感,容易变得疲劳,甚至会造成交通事故;在制造业中,由于机床自身的振动会影响所加工出的零部件的加工精度,使得次品率升高。因此,如何解决动态载荷识别问题,减小振动问题对生产的影响显得尤为重要。  目前,动态载荷识别领域应用较为广泛的一类方法是频域法,该方法起步较早,主要原理是对频域中的频响函数矩阵求逆,然后通过测得的响应和频响函数矩阵的逆矩阵求出未知载荷。在识别过程中,频域法的困难在于如何获得条件数较小的频响函数矩阵,使得系统误差较小,从而准确的识别动态载荷。而频响函数矩阵的特性与参与识别的响应点特性有着一定的关系。遍历所有响应点组合的方式虽然可以从中选出条件数最小的频响函数矩阵,但却因计算量庞大(计算量随响应点数量增加呈指数级增长),而不适用于响应点数量较多的情况。  本文针对工程上实测响应点较多的情况,通过分析单自由度系统及多自由度系统的频响函数矩阵,以响应点组合的频响函数矩阵的条件数作为目标函数,建立了基于复合条件数的动态载荷识别响应点选择模型。该模型能够较快速的选取出合适的响应点组合,减小选出条件数最小的频响函数矩阵的计算量,并且能得到较好的近似程度。本文同时用Tikhonov正则化方法对复合条件数方法进行了验证,对载荷识别反问题进行了反演,证明复合条件数响应点选取模型的适用性。最后,通过仿真实验,分析了仿真的结果。实验结果验证了该模型能够在响应点数目较多的情况下,快速有效的选择出较优响应点组合,从而能够说明该模型及其求解方法在实际工程应用中具有较高的实用价值。
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