经验模态分解在桥梁检测中的应用

文章介绍了经验模态分解（EMD）的原理、特点及其应用,编制了EMD算法程序并验证了程序的正确性,最后采用EMD方法对某桥梁基于环境激励条件下的实际信号进行分解,结果表明,该方法能有效对信号进行分解,是一种无需预设带宽的自适应高通滤波方法,适用于结构模态参数识别。     

汽车电控单元散热器的模态分析

汽车ECU散热器的动态性能直接决定了ECU各个部件的工作稳定性,对电控单元散热器进行动态特性分析是保证汽车可靠性的主要技术手段.采用频率多参考模态拟合方法进行了模态试验,获得了散热器的3阶模态参数.根据ANSYS软件计算的模态参数与试验模态参数的比较结果,通过改变有限元几何模型形式和提高单元阶次等方法,修正有限元模型及其边界条件,最终达到模态频率的计算值与实验值最大相对误差为2.4%.获取的散热器模态参数.为汽车ECU散热器动态性能的优化提供了依据和参考.     

制动盘重根模态识别

为有效识别盘式制动器制动盘的重根模态,基于ANSYS有限元分析软件建立制动盘仿真模型,通过模态分析获取制动盘固有频率及模态振型,采用节圆-节径描述制动盘的9阶模态振型,识别重根模态.通过锤击测试法对制动盘进行试验模态分析,与有限元分析结果对比,各阶模态固有频率的最大误差未超过5％,验证了制动盘存在重根模态与有限元计算结果的可靠性,并分析两种结果存在误差的原因.重根模态的识别可为分析制动盘振动固有特性、降低制动器振动噪声及优化设计等提供依据.     

环境激励下钢筋混凝土拱桥模态参数识别

为正确选择模态参数识别方法,对某钢筋混凝土拱桥进行了环境振动试验,采用频域、时域和时频分析方法——峰值拾取法(PP)、随机子空间识别(SSI)以及基于经验模态分解(EMD)和随机减量技术(RDT)的方法——识别其模态参数;比较了3种模态参数识别方法的特点和识别结果,并与有限元法计算结果进行了比较.研究结果表明:峰值拾取法的识别速度快,识别的频率较可靠,但识别过程需要较多人工干预;随机子空间识别的理论体系完备,适合程序实现,识别过程能较好地抵消测试过程中噪声等的影响;由于模态混叠的影响,EMD-RDT识别结果具有一定随机性.     

基于多级神经网络的桥梁结构模态参数识别方法

桥梁结构模态参数识别方法在识别过程中难以获得完整阶次，构造的基准模型不完整，导致识别结果出现误差，因此，设计一种基于多级神经网络算法的桥梁结构模态参数识别方法.使用多级神经网络对识别算法进行优化，建立交配池，利用交叉和变异算子对交配池中的参量个体进行识别，建立新的群体，利用信号匹配识别结构模态参数，选择模态确信准则(MAC)以及相位共线性指标(MPC)作为模态区分的辨别指标并计算，最后优化整体模态参数识别流程.方法性能测试结果表明，设计的基于多级神经网络的桥梁结构模态参数识别方法在不同采集方式下得到的参数误差更小，可靠性更高.     

一种改进模态参数识别方法在结构工程中的应用

提出了一种采用带有间断频率的经验模式分解(EMD)与自然激励法(NEXT)相结合的新的模态时域识别方法,并在理论上证明了该方法的正确性.数值模拟与工程实例识别结果表明,该方法能够准确识别出结构的模态频率和模态阻尼比.     

基于实验模态的结构应变模态分析

从位移模态出发详细推导了应变模态的表达式;以悬臂梁模型为例,进行了位移模态与应变模态实验分析,并与有限元计算结果进行比较,验证了三者识别的模态参数基本致,而且应变模态分析方法可以确定结构应变最大点和共振疲劳危险点。     

基于模态声传递向量的分动器箱体NVH特性分析

以四驱汽车轴间分动器箱体为研究对象,获得分动器箱体的噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness,NVH)特性。建立分动器箱体有限元模型,将分动器箱体有限元仿真模态与试验模态结果进行对比分析;基于Adams构建分动器齿轮传动系统动力学模型,提取分动器工作时轴承处的加速度响应作为激励信号,获得分动器箱体的强迫振动响应特性;采用模态声传递向量(modal accoustic transfer vector,MATV)计算得到分动器箱体结构辐射声场,得到对辐射噪声峰值频率影响较大的模态,对分动器箱体铺设阻尼层。优化前后结果对比显示:对分动器箱体优化后,有效降低了分动器箱体峰值频率处的声压幅值,取得了较好的降噪效果。     

基于模态参数的模型缩减及结构动力学分析

以一悬臂梁为例,在单点激励一单点响应（SISO）的情形下,演示了模态参数模型缩减方法的过程．对于缩减后模型,分别在频率和时域进行动力学分析,所得到的结果与有限元模型的计算结果进行了比较,证明了模态参数模型的正确性．虽然是以悬臂梁为模型进行分析,但是,模态参数模型缩减的方法同样也适用于其他复杂的有限元模型．     

基于变分模态分解和奇异值分解的结构模态参数识别方法

为了准确获得结构的固有频率、阻尼比与振型, 将变分模态分解与奇异值分解相结合, 提出一种新的结构模态参数识别方法; 基于已有时频参数识别方法, 根据测量的脉冲激励与加速度响应估计系统的频响函数, 对系统的频响函数进行反傅里叶变换得到脉冲响应函数; 对各测点的脉冲响应函数进行变分模态分解, 得到与结构固有频率对应的本征模态分量; 提取本征模态分量的固有频率, 利用与固有频率相近的本征模态分量作为行向量构造奇异值分解矩阵, 对所构矩阵做奇异值分解, 利用最大奇异值重构左、右奇异值向量, 识别结构的振型、固有频率和阻尼比; 通过四自由度质量-弹簧-阻尼模态仿真试验和车体横梁锤击模态试验, 验证了所提出的模态参数识别方法的有效性。研究结果表明: 在四自由度理论模型参数识别中, 系统固有频率和阻尼比的识别结果与理论计算结果的最大相对误差分别不超过0.025%和1.490%, 理论计算与识别的1~4阶振型的模态置信度分别为0.999、1.000、0.999和0.999;在车体横梁锤击模态试验中, 提出方法识别的固有频率和阻尼比与理论计算结果的最大相对误差分别不超过1.57%和1.47%, 且车体横梁的理论振型与识别振型趋势相同。可见, 提出的方法能有效识别结构的模态参数。      

某变速箱壳数值模态与试验模态的分析与研究

以变速箱壳为研究对象,利用有限元分析方法得到变速箱壳的固有频率和振型。运用锤击法对变速箱壳进行试验模态分析,得到模态参数,将试验模态与仿真计算的结果进行比较,验证了有限元分析结果的可靠性。在此基础上对结构进行修改,并进行有限元分析验证,改进后变速箱壳的各阶固有频率得到提高,增加了整体刚度。     

索网结构振动模态特性分析

采用子空间迭代法，结合2个工程实例，对索网结构的自振特性进行了计算分析，研究了一般索网结构的频率分布特性以及钢索应力刚度、结构质量和矢跨比等结构参数对自振特性的影响．此外，还考虑了几何非线性对结构应力刚度的影响，考虑位形修正进行了模态分析．研究结果表明，索网结构振型密集，影响其自振特性的主要结构参数是索网的初始张力和索网屋面的分布质量．     

一种通用的异步电动机仿真模型

从异步电动机动态数学模型出发,建立了异步电动机在任意同步旋转坐标下的仿真模型.该模型具有精度高、稳定性强,且与电机参数无关;仿真过程中,电机内部状态变量的初始值可以任意设定,并能够计算出几乎所有的电机物理量及其动态变化过程.因此,该模型可以方便地用于对变流装置、电动机及交流传动系统的稳态、动态过程研究.     

轮对损伤诊断的模态分析方法

应用频率移动及模态振型变化进行结构损伤定位和损伤度诊断的基本原理,对铁路车辆轮对的损伤度进行诊断摸拟分析,用有限元方法得到了轮对卸荷槽附近在不同损伤度的条件下轮对模态频率和位移振幅幅值的变化趋势.分析指出损伤度小时频率移动小,损伤度大时频率移动大,当损伤度由小变大时,位移频率响应的幅值变化比较明显.当损伤度小时亦采用模态振型进行损伤诊断,当损伤度大时亦采用频率进行损伤诊断.     

RV传动中曲柄轴的模态分析

在完成对RV-250AII型减速器实体模型建模的基础上,采用有限元分析软件Ansys,对RV传动中的关键部件曲柄轴分别进行自由边界支撑和实际边界支撑条件下的模态分析.通过对其固有频率等仿真计算结果进行分析,获得了可能引起整机共振的零件本身的固有频率范围.通过分析位移和节点变形图以获得零件上发生最大刚体位移的位置,为优化设计提供参考.提出改进建议,分别对增加曲柄轴轴颈和减少行星轮质量两种方案进行分析,验证了对改变固有频率及避免共振的影响,同时通过比较得知减轻行星轮质量的方案更优.     

结构-声场耦合模态特征值分析

结构-声场耦合振动在工业领域广泛存在,其理论分析和数值方法对车辆、船舶等内部降噪设计有重要意义.基于结构-声场耦合振动的有限元方程,推导了其左特征向量和右特征向量的关系,基于此证明了虽然无阻尼结构-声场耦合系统由于系数矩阵非对称属复模态问题,但其特征值为实数.用复Lanczos法计算了圆柱壳与内部声场耦合振动、六面体与内部声场耦合振动的耦合特征值,结果表明其耦合特征值确为实数.     

结构-声场耦合模态特征值分析

结构-声场耦合振动在工业领域广泛存在,其理论分析和数值方法对车辆、船舶等内部降噪设计有重要意义.基于结构-声场耦合振动的有限元方程,推导了其左特征向量和右特征向量的关系,基于此证明了虽然无阻尼结构-声场耦合系统由于系数矩阵非对称属复模态问题,但其特征值为实数.用复Lanczos法计算了圆柱壳与内部声场耦合振动、六面体与内部声场耦合振动的耦合特征值,结果表明其耦合特征值确为实数.     

RV传动中曲柄轴的模态分析

在完成对RV-250AII型减速器实体模型建模的基础上,采用有限元分析软件Ansys,对RV传动中的关键部件曲柄轴分别进行自由边界支撑和实际边界支撑条件下的模态分析.通过对其固有频率等仿真计算结果进行分析,获得了可能引起整机共振的零件本身的固有频率范围.通过分析位移和节点变形图以获得零件上发生最大刚体位移的位置,为优化设计提供参考.提出改进建议,分别对增加曲柄轴轴颈和减少行星轮质量两种方案进行分析,验证了对改变固有频率及避免共振的影响,同时通过比较得知减轻行星轮质量的方案更优.     

含裂纹轴的试验模态分析

通过Cras4．0试验模态分析的方法，研究不同位置及不同深度的裂纹对光轴固有频率的影响，并获得前4阶固有频率及振型，绘制了频率、位置、裂纹深度分布图，得出与理论模态分析相一致的结论，为转子裂纹检测提供参考依据．