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基于差分进化算法的转子有限元模型修正

中国测试 2024年

作者：黄天一梁杰姚爽张浩师占群河北工业大学机械工程学院

在建模过程中，受限于测量环境和精度，转子结构设定参数与实际值存在较大差异，导致基于模型的理论计算与测量值不相符。为解决此问题，提出了一种结合实验模态与差分进化算法相结合的模型修正方法。首先进行了模态频率对转子材料参数... 详细信息

在建模过程中，受限于测量环境和精度，转子结构设定参数与实际值存在较大差异，导致基于模型的理论计算与测量值不相符。为解决此问题，提出了一种结合实验模态与差分进化算法相结合的模型修正方法。首先进行了模态频率对转子材料参数的灵敏度分析，建立了基于模态频率和模态振型置信度的目标函数。运用差分进化算法修正了模型的质量矩阵和刚度矩阵，进而根据实验模态频率和阻尼比确定了瑞利阻尼矩阵。为验证方法的适用性，对滑动轴承转子实验台的有限元模型进行了修正。修正后的模型与初始模型相比，计算的模态频率误差小于0.02%，修正模型计算的模态振型与实验值的模态置信区间均在0.9以上。为验证方法的准确性，对修正后的模型进行了频响函数和不平衡响应仿真，仿真结果与实验结果的误差均不超过2.5%。该方法有效提高了转子系统模型的精确性，为动力学分析和工程应用提供了一定的实际参考。

关键词：差分进化算法实验模态转子动力学模型修正

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桥梁行车激励辨识的实验模态方法

振动．测试与诊断 2013年第3期33卷 364-368,521-522页

作者：张欣杜修力郑州大学土木工程学院郑州 450001 北京工业大学建筑工程学院北京 100022

提出了在运行状态下桥梁行车激励辨识的实验模态方法。在运行模态识别的基础上,建立结构动刚度模型,通过对运行状态下结构振动加速度时程的滤波分解,求得各阶模态的瞬时振幅,从而反演结构所受的各阶模态力时程。运用随机振动基础理论,... 详细信息

提出了在运行状态下桥梁行车激励辨识的实验模态方法。在运行模态识别的基础上,建立结构动刚度模型,通过对运行状态下结构振动加速度时程的滤波分解,求得各阶模态的瞬时振幅,从而反演结构所受的各阶模态力时程。运用随机振动基础理论,计算桥梁各阶活跃振型所对应的等效静荷载大小,并统计由于结构振动引起的荷载放大系数。结合某120m跨径钢管混凝土系杆拱桥的原型实验说明该方法的有效性。结果表明,所提方法能够克服荷载辨识过程中由于反分析奇异性所带来的不确定性问题,使用简便,适合应用于桥梁结构健康监测系统。

关键词：桥梁结构健康监测振动荷载识别实验模态

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基于实验模态的阵列式压电模态传感器的设计

自动化应用 2023年第9期64卷 182-184,187页

作者：张平刘畅成都飞机工业(集团)有限责任公司四川成都610091

噪声与振动主动控制系统设计过程中,为了提高控制效果,需要大量传感器测量受控结构全局变量,但随着传感器数目不断增加,控制器分析的设计难度增加,因此,本文研究了新兴压电模态传感器技术。模态传感器设计的重点是将结构表面大量离散振... 详细信息

噪声与振动主动控制系统设计过程中,为了提高控制效果,需要大量传感器测量受控结构全局变量,但随着传感器数目不断增加,控制器分析的设计难度增加,因此,本文研究了新兴压电模态传感器技术。模态传感器设计的重点是将结构表面大量离散振动信息分解为多个高质量独立的误差信号设计控制器,以降低控制器设计难度。本文提出了基于实验模态的阵列式压电模态传感器的设计方法,研究表示,此方法不需要计算复杂数值,操作简单,且具有良好的模态滤波效果,得出的二维复杂结构能被广泛使用。

关键词：实验模态模态传感器模态坐标

多输入——多输出实验模态参数识别(1)——统一的数学模型

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实验力学 1991年第2期6卷 143-155页

作者：张培强杨前进李川奇中国科学技术大学

本文利用状态空间方程给出一般粘性阻尼线性振动系统的线性高阶微分多项式模型,及其所对应的离散差分模型.这个模型描述了系统多输入激励信号和多输出响应信号之间的关系.近十年来发展起来的多输入—多输出实验模态参数识别都是建立在... 详细信息

本文利用状态空间方程给出一般粘性阻尼线性振动系统的线性高阶微分多项式模型,及其所对应的离散差分模型.这个模型描述了系统多输入激励信号和多输出响应信号之间的关系.近十年来发展起来的多输入—多输出实验模态参数识别都是建立在这个模型之上的,在这个意义上,我们称之为多输入—多输出实验模态参数识别技术的统一数学模型.当考虑到测量频段外模态和测量数据中噪声的影响时,本文也给出了相应的统一数学模型.

关键词：实验模态参数识别模态分析

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汽车变速箱壳体与成品实验模态对照分析研究

机械传动 2016年第12期40卷 123-126页

作者：吴文轩马维金张纪平王俊元中北大学机械与动力工程学院山西太原030051

为了分析判断某变速箱壳体的性能,以该型号汽车变速箱壳体为研究对象,采用实验模态分析技术的研究方法,对变速箱的壳体与成品进行实验模态分析,提取该变速箱壳体与成品的实验模态参数,实验结果表明,在1 500 Hz以下,空壳变速箱与成品变... 详细信息

为了分析判断某变速箱壳体的性能,以该型号汽车变速箱壳体为研究对象,采用实验模态分析技术的研究方法,对变速箱的壳体与成品进行实验模态分析,提取该变速箱壳体与成品的实验模态参数,实验结果表明,在1 500 Hz以下,空壳变速箱与成品变速箱各阶模态振型相互对应,模态频率在一定频带范围内有着较小的变化,成品变速箱模态的阻尼比要大于空壳变速箱的阻尼比,这为后续变速箱壳体的研究提出修改建议提供重要的技术支持。

关键词：变速箱壳体变速箱成品实验模态对照分析

基于实验模态研究的新型节流降压喷注复合消声器

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环境工程 2013年第4期31卷 140-143,113页

作者：周新祥刘成胡光宇赵宝生类兴隆韩梦达辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051

针对节流降压小孔喷注复合消声器进行实验模态研究。由采集力的激励信号和响应信号,对其进行传递函数分析,寻找消声器所有的模态频率和模态振型。这些频率避开了噪声的峰值频率,消声器不易发生共振,抑制噪声辐射,延长消声器的使用寿命... 详细信息

针对节流降压小孔喷注复合消声器进行实验模态研究。由采集力的激励信号和响应信号,对其进行传递函数分析,寻找消声器所有的模态频率和模态振型。这些频率避开了噪声的峰值频率,消声器不易发生共振,抑制噪声辐射,延长消声器的使用寿命。它对寻找消声器的实际特性,设计性能优良的新型消声器提供可靠的参考依据。

关键词：喷注噪声锤击法实验模态复合消声器

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基于实验模态和有限元分析的轧机故障诊断

机械设计 2006年第9期23卷 36-39页

作者：张宏熊诗波张纪平太原理工大学机电工程研究所山西太原030024

针对某钢厂热连轧机在轧制过程中出现的异常振动现象,分别对轧机机架和传感器壳进行了实验模态分析,得出轧机异常振动是由于机架和传感器壳的自激振动,引起传感器连接杆和传感器壳的不合理相对运动耦合的结论;然后采用实验模态分析和有... 详细信息

针对某钢厂热连轧机在轧制过程中出现的异常振动现象,分别对轧机机架和传感器壳进行了实验模态分析,得出轧机异常振动是由于机架和传感器壳的自激振动,引起传感器连接杆和传感器壳的不合理相对运动耦合的结论;然后采用实验模态分析和有限元建模相结合的建模方法,获得了足够精度的传感器壳修正模型。最后对传感器壳修正模型进行结构动力学修改,修改后,消除了异常振动,解决了该热连轧机的自激振动。

关键词：故障诊断轧机实验模态有限元动力学修改

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钝尾缘叶片有限元模态与实验模态的对比研究

热科学与技术 2016年第4期15卷 335-338页

作者：徐立军徐蕾秦志文张磊新疆工程学院电气与信息工程系新疆乌鲁木齐830000 中国科学院工程热物理研究所北京100190

风力机叶片的模态分析是保障风力机整机稳定性及其可靠性分析的重要基础。对中国科学院工程热物理研究所研发的100kW钝尾缘实验叶片进行了有限元模态及实验模态研究,得出了叶片前几阶模态的振型及频率,探讨了对叶片稳定性影响比较显著... 详细信息

风力机叶片的模态分析是保障风力机整机稳定性及其可靠性分析的重要基础。对中国科学院工程热物理研究所研发的100kW钝尾缘实验叶片进行了有限元模态及实验模态研究,得出了叶片前几阶模态的振型及频率,探讨了对叶片稳定性影响比较显著的模态特性,通过对有限元模态及实验模态结果对比,分析了产生误差的原因及产生共振的可能性,为风力机叶片的稳定运行提供了理论依据。

关键词：叶片有限元模态实验模态振动

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冰箱压缩机机壳实验模态分析

噪声与振动控制 2010年第3期30卷 67-70页

作者：郭维刘斌冯涛章艺海军991工程办公室北京100841 北京工商大学机械工程学院北京100048 中船重工704研究所上海200031

采用锤击脉冲激励法,对某型号冰箱压缩机机壳进行了实验模态分析,识别了整机壳体的各阶固有频率(1 KHz-4 KHz)、阻尼和模态振型等参数,获得整机壳体的固有振动特性。并以实验模态分析为基础,研究整机壳体的结构动态特性,实验模态分析结... 详细信息

采用锤击脉冲激励法,对某型号冰箱压缩机机壳进行了实验模态分析,识别了整机壳体的各阶固有频率(1 KHz-4 KHz)、阻尼和模态振型等参数,获得整机壳体的固有振动特性。并以实验模态分析为基础,研究整机壳体的结构动态特性,实验模态分析结果表明:压缩机壳体模态振型以内外扩张振动为主,封闭壳体的固有振动特性是压缩机噪声辐射的主要原因。实验模态分析的结果可为压缩机减振和降噪设计提供参考依据。

关键词：振动与波冰箱压缩机实验模态噪声