多源隨機(jī)激勵(lì)隨機(jī)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的參數(shù)靈敏度分析及應(yīng)用.pdf

1、振動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)靈敏度分析是分析與研究一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)或輸出的變化對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的敏感程度的方法。在振動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中,利用靈敏度分析找出對(duì)系統(tǒng)的某一特性影響最大系統(tǒng)參數(shù)作為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量,在符合工程實(shí)際的情況下,修改選定的系統(tǒng)參數(shù),改善振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。靈敏度分析方法已經(jīng)應(yīng)用于減振降噪各個(gè)領(lǐng)域。
　　 工程實(shí)際問題往往具有一定的不確定性,為了得到更符合實(shí)際問題的計(jì)算結(jié)果,利用解決隨機(jī)振動(dòng)問題的方法進(jìn)行分析,

2、解決隨機(jī)振動(dòng)的靈敏度問題對(duì)工程實(shí)際問題有重要的意義。隨機(jī)振動(dòng)一般包括隨機(jī)激勵(lì)振動(dòng)和隨機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng),本文通過推導(dǎo)隨機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題相應(yīng)的均值和方差以及隨機(jī)激勵(lì)振動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)靈敏度分析,利用狀態(tài)空間解耦法、Kronecker代數(shù)理論、矩陣微分理論、向量和矩陣函數(shù)的二階矩方法、矩陣攝動(dòng)理論、概率統(tǒng)計(jì)理論、矩陣的Taylor展開方法,推導(dǎo)出多源隨機(jī)激勵(lì)隨機(jī)結(jié)構(gòu)響應(yīng)均值與其參數(shù)靈敏度的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式,計(jì)算出隨機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)及其參數(shù)靈敏度大小,為解決

3、工程實(shí)際中的“雙隨機(jī)”問題提供了可行方法。討論了隨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)概率分布不同的情況下,對(duì)結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)及其靈敏度的影響。
　　 隨著我國(guó)高速公路的發(fā)展,四輪輕型貨車具有靈活方便、適應(yīng)性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn),得到廣泛的應(yīng)用。貨車駕駛室的振動(dòng)特性影響駕駛員的駕駛狀況、疲勞程度甚至行駛過程中的安全性。通過對(duì)四輪輕型貨車平順性優(yōu)化,將多源隨機(jī)激勵(lì)隨機(jī)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的參數(shù)靈敏度分析方法應(yīng)用于工程實(shí)際中。汽車的平順性優(yōu)化一般流程:建立汽車多剛體動(dòng)力學(xué)模

4、型,將引起乘員疲勞不適或者損壞運(yùn)載貨物的振動(dòng)響應(yīng)作為優(yōu)化目標(biāo),選取合理的優(yōu)化變量和優(yōu)化方法,在有效的約束條件下,通過計(jì)算得出優(yōu)化結(jié)果,優(yōu)化結(jié)果能保證一般行駛速度范圍內(nèi)汽車駕駛員和乘客的乘坐舒適性和貨物的完整無損。
　　 建立模型過程中對(duì)多種模型進(jìn)行分析比較,確定利用10自由度整車模型進(jìn)行研究,通過模型參數(shù)實(shí)驗(yàn)確定質(zhì)量、剛度、阻尼的大小及相對(duì)位置,利用模型參數(shù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)計(jì)算10自由度整車模型的模態(tài),將計(jì)算結(jié)果與汽車模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果

5、比較,對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行修正;通過定義隨機(jī)路面對(duì)四輪汽車輸入的功率譜,將四輪貨車的隨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)泰勒展開,求解駕駛室響應(yīng)的加速度加權(quán)均方根的參數(shù)靈敏度,結(jié)合汽車平順性設(shè)計(jì)理論,選取設(shè)計(jì)變量;以駕駛室加速度加權(quán)均方根為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),選擇靜撓度、動(dòng)撓度、固有頻率、相對(duì)動(dòng)載荷、阻尼比等作為約束條件,對(duì)四輪輕型貨車進(jìn)行平順性優(yōu)化,消除了駕駛室加權(quán)均方根在40km/h車速下驟然增大的現(xiàn)象,高速行駛時(shí)汽車平順性也得到明顯改善,提高了四輪貨車的平順性。