多激勵下結(jié)構(gòu)振動激勵載荷識別方法研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)激勵載荷識別作為獲取振動激勵源的有效途徑，是工程結(jié)構(gòu)振動噪聲預(yù)報的關(guān)鍵問題之一?？紤]到工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性導(dǎo)致設(shè)備拆裝困難，直接載荷測量法難以實施。通常利用逆問題的反演對作用在結(jié)構(gòu)上的等效激勵力進行識別，該方法涉及對不適定問題求解導(dǎo)致解的嚴(yán)重不穩(wěn)定性，從而迫使激勵載荷出現(xiàn)較大的誤差。而正則化方法可以有效解決不適定求解過程中的病態(tài)問題，研究系統(tǒng)病態(tài)的特性和解決方法，可以有效提高載荷識別的精度和效率。本文針對上述問題，采用數(shù)值仿真與實驗相結(jié)

2、合的方法，在可以完全覆蓋較低和較高模態(tài)重疊因子的頻率范圍內(nèi)開展了多激勵下結(jié)構(gòu)振動激勵載荷識別方法的研究。
　　首先，闡述了系統(tǒng)病態(tài)問題的特性和成因，以及克服病態(tài)問題的有效方法如奇異值分解和最小二乘法的作用機理。不同正則化方法之間的差異本質(zhì)上為不同形式的濾波因子，為此將著重討論對濾波因子起決定性作用的正則參數(shù)選取方法。同時對數(shù)值模型進行構(gòu)建和驗證，在傳遞函數(shù)和響應(yīng)中加入噪聲以模擬實測環(huán)境，為數(shù)值仿真計算提供參考。
　　為了對比

3、基于響應(yīng)誤差、傳遞函數(shù)誤差、廣義交叉檢驗、L曲線的截斷奇異值正則化方法的有效性，以四邊簡支板為研究對象，重點分析傳遞函數(shù)和響應(yīng)中信噪比、激勵和響應(yīng)點的數(shù)目、板的形狀等因素對載荷識別精度的影響。針對傳遞函數(shù)和響應(yīng)中誤差比重未知的情況，提出了對傳遞函數(shù)擾動后基于響應(yīng)誤差的改進截斷奇異值方法，結(jié)果表明該方法取得一定的改善效果。
　　闡述基洪諾夫正則化的基本原理，詳細討論了傳遞函數(shù)和響應(yīng)中信噪比的變化，以及激勵和響應(yīng)點相對位置對該方法的影

4、響。對于系統(tǒng)病態(tài)程度較低時，直接反轉(zhuǎn)求逆法的識別效果要好于基洪諾夫方法，提出使用所識別出的激勵載荷誤差作為選取簡支板經(jīng)驗‘交叉條件數(shù)’的依據(jù)，結(jié)果表明采用直接反轉(zhuǎn)求逆法結(jié)合基洪諾夫方法能明顯改善激勵載荷的識別效果。
　　以實際復(fù)雜結(jié)構(gòu)為對象設(shè)計相關(guān)驗證實驗，采用修正后的有限元模型獲取激勵到響應(yīng)點間傳遞函數(shù)以解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)傳遞函數(shù)難以直接測量的難題，使用上述正則化方法開展激勵載荷識別，識別結(jié)果滿足工程上的精度要求，從而驗證多種正則化載