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氮化硅陶瓷平板振动模态参数的研究

实验力学 1988年第3期 290-293页

作者：温卫东南京航空学院

本文采用压电陶瓷片测振技术,试验分析了氮化硅陶瓷平板的固有频率及模态阻尼比,试验结果与有限元计算结果比较吻合。本文还对氮化硅陶瓷平板与普通钢平板做了对比试验,结果表明氮化硅陶瓷平板的固有频率及模态阻尼比都较高。

关键词：振动模态参数陶瓷特性

基于振动与声发射的海上平台管道振动疲劳损伤识别

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基于振动与声发射的海上平台管道振动疲劳损伤识别

作者：王溥哲哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着我国经济的不断发展,石油、天然气等能源作为工业生产的命脉,其需求量也在不断增加,然而逐渐枯竭的陆地油气资源,使得人们不得不加紧能源开发的脚步。海上油气生产平台是开采油、气资源,同时对油、气资源进行初步处理的重要设施,平... 详细信息

随着我国经济的不断发展,石油、天然气等能源作为工业生产的命脉,其需求量也在不断增加,然而逐渐枯竭的陆地油气资源,使得人们不得不加紧能源开发的脚步。海上油气生产平台是开采油、气资源,同时对油、气资源进行初步处理的重要设施,平台上分布着大量的工艺管道,在各设备间、平台与陆地间转运开采出来的油、气资源,是海洋油气产业的生命线。然而传统工艺管道设计是基于静力分析的,往往很少考虑管道的振动问题,长期的振动将会使管道产生振动疲劳破坏风险,因此对海上平台管道进行损伤检测是非常有必要的。对于处于真实环境中的海上平台油气管道系统结构来说,管道系统结构庞大,管线走向复杂,工作环境复杂且损伤检测往往需要在工作状态下进行,因此,本文开展了针对工艺管道振动疲劳损伤识别问题的研究,以基于振动的损伤识别与基于声发射的损伤识别为两条支线,并在此研究基础上,开展多模态融合的损伤识别研究,以提高裂纹定位的精度,主要内容如下:(1)开展了基于振动模态参数结合BP神经网络的海上平台管道损伤识别方法研究,以实尺度管道系统结构模型为研究对象开展试验,通过试验与仿真互补,获取大量损伤工况样本,对损伤识别方法进行验证。(2)针对BP神经网络训练时初始参数的不确定性导致的定位误差问题,采用遗传算法改进BP神经网络,并用相同的损伤工况样本对原始BP神经网络与遗传算法改进的BP神经网络进行训练并对损伤进行定位,对比两种方法的训练拟合效果与定位精度。(3)开展了基于声发射方法的海上平台管道损伤识别方法研究,将损伤识别分为信号特征识别与时差定位两步。开展海上平台管道噪声实测与实尺度管道系统结构声发射试验,在此基础上开展了信号分类研究,验证了基于EMD结合PNN概率神经网络的损伤识别方法。同时,通过试验数据进行了声发射疲劳裂纹定位,应用了基于BP神经网络修正时差法的疲劳裂纹定位方法。(4)针对疲劳裂纹定位的精度问题,在振动损伤识别与声发射损伤识别方法的基础上,提出了多模态融合损伤识别的方法,并利用试验数据对网络定位效果进行了验证,对比单一信息训练的BP神经网络的训练拟合效果与定位精度。

关键词：损伤识别振动模态参数声发射技术神经网络多模态融合

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SMA点阵结构的吸能及动态特性研究

SMA点阵结构的吸能及动态特性研究

作者：王振鹏哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)具有优越的阻尼特性、超弹性。由于双棱锥点阵结构独特的结构特征使得SMA双棱锥点阵夹芯板兼具轻质高强,高耐热、吸声、吸能和形状记忆特性,可以用作结构的减振吸能。本文针对SMA双棱锥点阵夹... 详细信息

形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)具有优越的阻尼特性、超弹性。由于双棱锥点阵结构独特的结构特征使得SMA双棱锥点阵夹芯板兼具轻质高强,高耐热、吸声、吸能和形状记忆特性,可以用作结构的减振吸能。本文针对SMA双棱锥点阵夹芯板,主要从事的研究工作如下:首先,针对不同点阵芯子形式、数量及尺寸的SMA点阵夹芯板进行了面外压缩试验,分析发现,SMA金字塔点阵的主要失效形式是芯子杆件的屈曲,而双棱锥点阵结构的主要失效形式是点阵芯子杆件的弯曲,金字塔单胞在载荷强度为145N时达到弹性极限,双棱锥单胞则是在209N时达到弹性极限。2x2双棱锥点阵弹性极限载荷为620N,3x3双棱锥点阵弹性极限载荷为1700N,4x4双棱锥点阵弹性极限载荷为3200N。弹性极限载荷与双棱锥单胞数目近似存在线性关系,每增加一个单胞,点阵夹芯板的承载能力上升200N。通过对加载速率、应变幅值、循环次数对SMA双棱锥点阵芯子力学性能影响的研究发现,加载速度增加2mm/min,能量减弱2.44%,加载次数每增加十次,能量变化率衰减2.5%左右,载荷强度每增加100N,能量增加20 N·mm。随着加载次数、加载速率的增加,点阵的吸能能力逐渐减弱,并趋于稳定。其次,通过对四边固支、对边固支、一边简支对边固支、四边简支、对边简支边界条件,以及不同振动量级、芯子尺寸的SMA双棱锥点阵夹芯板进行正弦扫频实验,发现四边固支条件下的第三阶固有频率最大,一边简支对边固支边界条件下的前三阶固有频率最小;四边简支条件下的面板中心位置的加速度响应幅值最小,四边固支条件下的加速度响应幅值最大。随着振动量级的增大,SMA点阵夹芯板的加速度响应幅值会变大,共振频率减小。芯子尺寸的增大对固有频率的影响较小,但是会导致加速度响应幅值减小。仿真研究发现,边界条件的变化对各阶模态振型影响较大,四边固支条件下结构的前三阶固有频率分别比一边固支边界条件下高130.31%、150.32%、88.76%,随着约束程度的增加,前三阶固有频率都在不断减小。且第二、三阶固有频率的差距不断减小。随后采用随机振动仿真的方法研究了0.01g/Hz、0.05g/Hz、0.1g/Hz振动量级下点阵结构的加速度响应均方根及减振效率,发现随着振动量级的增加加速度响应均方根及减振效率都呈现出增长的趋势。最后通过数值模拟的方法,研究了不同位置、形式、程度的芯子缺失,面板不同开孔位置及数量,不同脱粘位置、形式及程度对夹芯板结构的模态振型及固有频率的影响,研究发现,芯子缺失会导致结构模态振型发生于缺失位置附近的形变向该位置移动,不同缺失位置、形式、程度的模态振型存在差异。夹芯板的四个角缺失芯子缺陷形式的二三阶固有频率最高,中心缺失四个芯子的缺陷形式的第一阶固有频率最高。随着缺陷程度的增加,结构的固有频率减小。四个角点芯子脱粘的第二阶固有频率最高,一组对边各脱粘两个芯子的第三阶固有频率最高,脱粘程度的增强会导致固有频率减小。

关键词：面外压缩滞回曲线振动模态参数随机振动缺陷

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混凝土框架模型结构参数的识别

地震工程与工程振动 2006年第4期26卷 121-126页

作者：徐丽易伟建吴高烈广州大学工程抗震研究中心广东广州510405 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

框架结构是常见的建筑结构形式,也是结构损伤诊断的主要研究对象之一。本文以钢筋混凝土框架结构模型的振动测试数据为基础,采用灵敏度分析方法,对结构的物理参数进行识别。有限元分析中,考虑框架结构的节点转动,采用静凝聚方法得到结... 详细信息

框架结构是常见的建筑结构形式,也是结构损伤诊断的主要研究对象之一。本文以钢筋混凝土框架结构模型的振动测试数据为基础,采用灵敏度分析方法,对结构的物理参数进行识别。有限元分析中,考虑框架结构的节点转动,采用静凝聚方法得到结构刚度矩阵。参数识别结果表明,对于不同的固有频率和振型的测试信息组合所识别的物理参数有所不同。根据已知的概率分布,利用MonteCarlo方法,将模态参数的不确定性传递给物理参数,得到了物理参数的不确定性。

关键词：框架结构参数识别振动模态参数灵敏度分析 Monte Carlo方法

用多重频率响应函数识别多输入多输出系统的模态参数

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振动与冲击 1989年第1期8卷 1-8页

作者：范子杰刘瑞岩季南国防科技大学

本文提出了多重频率响应函数(MFRF)的新概念,利用该函数建立了多输入随机激励振动模态参数识别模型,给出了计算公式和算法过程。通过两个实例的分析结果表明,基于多重频率响应函数的同时频域法具有精度高、一致性和分离密模态等优点,能... 详细信息

本文提出了多重频率响应函数(MFRF)的新概念,利用该函数建立了多输入随机激励振动模态参数识别模型,给出了计算公式和算法过程。通过两个实例的分析结果表明,基于多重频率响应函数的同时频域法具有精度高、一致性和分离密模态等优点,能很好地用于大型复杂结构的振动模态试验分析。

关键词：频率响应函数振动模态参数

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492Q发动机油底壳实验振动模态分析

中国公路学报 2001年第1期14卷 115-118页

作者：陆晓军梁杰吉林大学农机与车辆测试中心吉林长春130025

进行发动机油底壳实验振动模态分析 ,对随机减量技术及 ITD法在内燃机领域的应用展开了一些研究 ,其结果具有可信性。

关键词：模态分析随机减量 ITD法 492Q发动机油底壳振动模态参数内燃机

Effects of foundation damage and water-level change on vibration modal parameters of gravity-type caisson structure

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Science China(Technological Sciences) 2015年第2期58卷 316-329页

作者： LEE So-Young KIM Jeong-Tae Department of Ocean Engineering Pukyong National University

In this paper,the effects of foundation damage and water-level change on vibration characteristics of gravity-type caisson structure are examined by analyzing modal parameters extracted from output-only *** achieve the objective,the following approaches are ***,vibration response analysis methods are selected to estimate power spectral density and modal parameters such as natural frequency,damping ratio and mode shape of a lab-scale caisson structural ***,vibration tests on the lab-scale caisson system are performed under a series of test scenarios which include three water-level changes and three damage ***,experimental modal parameters corresponding to the damaging cases as well as the water level cases are extracted by frequency domain decomposition method and stochastic subspace identification ***,the effects of the water-level variation and foundation damage on the extracted modal parameters are examined to assess the feasibility of the vibration-based damage detection in gravity-type caisson structures under water-level uncertainty.

关键词：振动模态参数水位变化沉箱结构重力式基础伤害实验室规模试验模态参数

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一种基于模态分析的隔离开关分合状态判别法

电器与能效管理技术 2018年第8期 34-37,48页

作者：周雨琪卞超关为民杨景刚徐志科东南大学电气工程学院江苏南京210096 国网江苏省电力公司检修分公司江苏南京211101 国网江苏省电力公司电力科学研究院江苏南京211103

针对隔离开关在闭合时存在闭合不到位、过位、触点松动等问题,使用Ansys Workbench软件对不同闭合状态的高压隔离开关GW4D-126D(W)进行有限元分析。利用激光振动仪进行试验模态分析,验证有限元仿真的准确性。通过对不同闭合状态下的振... 详细信息

针对隔离开关在闭合时存在闭合不到位、过位、触点松动等问题,使用Ansys Workbench软件对不同闭合状态的高压隔离开关GW4D-126D(W)进行有限元分析。利用激光振动仪进行试验模态分析,验证有限元仿真的准确性。通过对不同闭合状态下的振动信号的采集分析,提取出特征参数,最终分辨出分合状态。

关键词：高压隔离开关模态分析闭合状态振动模态参数

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基于振动与静载试验的桥梁结构损伤识别法

中南公路工程 2005年第2期30卷 23-26,141页

作者：李秀梅崔飞林春姣谢开仲广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 深圳市道桥管理处广东深圳518040

以桥梁结构有限元为工具,把当前结构模型中各单元的等效面积、惯性矩以及板壳单元的厚度作为识别参数{p},建立识别参数对于各种量测的灵敏度矩阵[S{p}]。同时以测取的结构某些部位的位移、应变以及低阶的振动模态参数为基准,与原先结构... 详细信息

以桥梁结构有限元为工具,把当前结构模型中各单元的等效面积、惯性矩以及板壳单元的厚度作为识别参数{p},建立识别参数对于各种量测的灵敏度矩阵[S{p}]。同时以测取的结构某些部位的位移、应变以及低阶的振动模态参数为基准,与原先结构的分析结果进行比较建立综合误差向量{ΔE}。通过优化方法不断调整当前计算模型的参数{ΔP}使结构响应与相应的试验值最大程度地吻合({ΔE}小到一定量级),从而得到结构参数变化的信息。以此为基础即可实现桥梁结构的损伤判别以及承载能力的评估。

关键词：桥梁结构损伤识别法振动模态参数静载试验承载能力结构监测技术