基于正交分解的隨機振動響應分析與隨機載荷識別研究.pdf

1、在航空航天領域，隨機振動現(xiàn)象普遍存在。比如，在火箭的推進過程中，衛(wèi)星受到因噴氣噪聲、脈動推力、紊流邊界層噪聲等綜合產(chǎn)生的隨機振動作用，這些振動通過星箭之間的適配器傳遞到衛(wèi)星，影響到衛(wèi)星上各種儀器設備的性能和可靠性。確定衛(wèi)星上受到的隨機載荷強度，對衛(wèi)星進行隨機激勵作用下的響應預示，根據(jù)響應預示的結果對衛(wèi)星結構進行設計和優(yōu)化，并對結構可靠性和衛(wèi)星壽命進行估計是衛(wèi)星結構和強度設計的重要任務。因此，隨機振動的響應分析對于降低航天器研制成本和研發(fā)

2、周期，確保結構和設備安全可靠，有著重要的意義。
　　本文以航天器結構的隨機振動分析為研究背景，針對線性結構、非線性結構、隨機結構的隨機振動以及隨機載荷識別等問題進行了深入的研究。具體研究內容為：
　　介紹了隨機過程的正交展開表達方法，針對過濾白噪聲的非平穩(wěn)隨機激勵，推導了精確獲得其 K_L正交分解向量的精細積分計算格式，并通過對一個具體的非平穩(wěn)隨機信號仿真分析驗證 K_L向量具有能量集中的特性；介紹了線性結構的隨機振動響應的

3、常規(guī)計算方法，并用響應方差直接求解方法分別分析了激勵為白噪聲和非白噪聲的隨機振動響應；用正交分解法處理過濾白噪聲的非平穩(wěn)信號來求解線性結構的隨機振動非平穩(wěn)響應，并利用K_L向量的能量集中性，提高了計算效率。
　　對非線性系統(tǒng)的隨機振動的響應分析，先介紹了基于方程差和能量差兩種等效準則的等效線性化方法，針對等效線性化方法在迭代過程中計算效率不高的問題，提出用響應方差直接求解法求解非線性結構的平穩(wěn)隨機響應，同時提出用正交分解法來求解非

4、線性結構的非平穩(wěn)隨機響應，并做了比較和仿真分析，驗證了方法的正確性和可行性。
　　對隨機結構的復合隨機振動響應分析,引入隨機結構的正交分解方法得到等價的擴階確定性系統(tǒng)方程，針對擴階方程比原來方程階數(shù)增大而帶來的響應計算量增大的問題，提出采用非平穩(wěn)信號的正交分解方法，以及應用Ritz動力聚縮方法提高響應分析的計算效率，并做了仿真和分析的工作。
　　研究了平穩(wěn)隨機載荷識別。針對隨機載荷識別出現(xiàn)的固有頻率附近誤差大等問題，結合逆虛