时域动载荷识别的精度与敏感度研究

时域动载荷识别的精度与敏感度研究

论文摘要

随着动载荷识别技术的发展,越来越多的动载荷识别方法被应用到实际工程之中。如何提高载荷识别精度,成了人们关心的重要问题之一。论文以Wilson-θ逆分析法为基础,遵循由简单到复杂的原则,从单自由度系统、多自由度系统到梁系统,研究了动载荷识别方法对于各个参数的敏感度,并提出了相对应的修正方法。论文以定频干扰为突破口,分析了干扰的频率、相位、幅值对于动载荷识别精度的影响,得出了载荷识别对于干扰幅值的敏感度大于干扰频率大于干扰相位的结论,且干扰相位对载荷识别的影响很小,实际应用中可以最后考虑甚至忽略不计。本文提出了一种改进的变区间时域动载荷识别数值修正算法,该修正算法能够很好地解决原有修正算法因迭代区间选择不当而导致的识别结果不稳定的问题,有效提高了计算精度并将计算效率提高15%。仿真与实验结果证明该方法稳定且精度高,具有一定实际应用价值。论文研究了模型误差对载荷识别精度的影响,得出了载荷识别对模型整体质量误差的敏感度大于整体刚度误差大于整体阻尼误差的结论;载荷识别对局部模型参数的敏感度均小于相应整体模型参数。针对整体模型误差发展了一种基于Wilson-θ逆分析法载荷识别的模型修正算法,该算法能够很好地修正模型质量矩阵、刚度矩阵以及梁长度的整体误差,修正结果具有很高的精度,为模型修正提供了一个新的思路。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 动载荷识别的频域法
  •     1.2.2 动载荷识别的时域法
  •   1.3 本文主要研究内容
  • 第二章 定频干扰对动载荷识别精度的影响
  •   2.1 Wilson-θ法的基本理论
  •     2.1.1 Wilson-θ法原理
  •     2.1.2 Wilson-θ法的稳定性分析
  •   2.2 Wilson-θ逆分析法
  •     2.2.1 Wilson-θ逆分析法载荷识别理论
  •     2.2.2 Wilson-θ逆分析法的稳定性分析
  •   2.3 定频干扰对单自由度系统载荷识别精度的影响
  •     2.3.1 定频干扰对单自由度载荷识别结果影响的总体分析
  •     2.3.2 定频干扰的频率对识别精度的影响
  •     2.3.3 定频干扰的幅值对识别结果的影响
  •     2.3.4 定频干扰的相位对识别结果的影响
  •   2.4 定频干扰对多自由度系统动载荷识别结果的影响
  •     2.4.1 定频干扰对多自由度系统载荷识别的理论分析
  •     2.4.2 干扰频率对多自由度系统识别精度的影响
  •     2.4.3 干扰幅值对识别结果的影响
  •     2.4.4 干扰相位对识别结果的影响
  •   2.5 定频响应误差对连续梁动载荷识别结果的影响
  •     2.5.1 单输入单输出连续梁动载荷识别方法
  •     2.5.2 干扰频率对动载荷识别结果的影响
  •     2.5.3 干扰幅值对动载荷识别结果的影响
  •     2.5.4 干扰相位对动载荷识别结果的影响
  •   2.6 本章小结
  • 第三章 一种改进的变区间时域动载荷识别数值修正算法
  •   3.1 改进的变区间数值修正算法基本思路
  •   3.2 改进的单自由度系统动载荷识别修正方法
  •     3.2.1 改进的单自由度系统动载荷识别修正理论
  •     3.2.2 单自由度系统仿真算例
  •   3.3 改进的多自由度系统动载荷识别修正方法
  •     3.3.1 改进的多自由度系统动载荷识别修正理论
  •     3.3.2 多自由度系统仿真算例
  •   3.4 改进的单输入梁系统动载荷识别修正方法
  •     3.4.1 改进的单输入梁系统动载荷识别修正理论
  •     3.4.2 单输入梁系统动载荷识别修正方法仿真验证
  •   3.5 改进的多输入梁系统动载荷识别修正方法
  •     3.5.1 改进的多输入梁系统动载荷识别修正理论
  •     3.5.2 多输入梁系统动载荷识别修正方法仿真验证
  •     首先,我们分析第17自由度的载荷修正结果。
  •   3.6 改进的连续梁动载荷识别修正方法试验验证
  •   3.7 本章小结
  • 第四章 模型误差对动载荷识别精度的影响
  •   4.1 模型误差对单自由度系统动载荷识别影响
  •     4.1.1 模型刚度误差下的仿真验证
  •     4.1.2 模型质量误差下的仿真验证
  •     4.1.3 模型阻尼误差下的仿真验证
  •   4.2 模型误差对多自由度系统动载荷识别结果的影响
  •     4.2.1 多自由度系统模型刚度矩阵误差仿真验证
  •     4.2.2 多自由度系统模型质量矩阵误差仿真算例
  •     4.2.3 多自由度系统模型阻尼矩阵误差仿真算例
  •   4.3 模型误差对连续梁动载荷识别结果的影响
  •     4.3.1 模型刚度误差下的动载荷识别
  •     4.3.2 模型质量误差下的动载荷识别
  •     4.3.3 模型阻尼误差下的动载荷识别
  •     4.3.4 梁的长度L误差造成的模型整体误差
  •   4.4 本章小结
  • 第五章 基于时域动载荷识别的模型修正算法
  •   5.1 基于动载荷识别的模型修正方法的基本思路
  •   5.2 单自由度系统模型误差的修正方法
  •     5.2.1 单自由度系统的刚度修正方法
  •     5.2.2 单自由度系统模型质量误差的修正方法
  •     5.2.3 单自由度系统模型阻尼误差的修正方法
  •   5.3 多自由度系统模型误差的修正方法
  •     5.3.1 多自由度系统模型刚度误差的修正方法
  •     5.3.2 多自由度系统模型质量误差的修正方法
  •     5.3.3 多自由度系统模型阻尼误差的修正方法
  •   5.4 连续梁系统模型误差的修正方法
  •     5.4.1 连续梁系统模型E、I误差的修正方法
  •     5.4.2 连续梁系统模型密度误差的修正方法
  •     5.4.3 连续梁系统模型阻尼误差的修正方法
  •     5.4.4 连续梁系统模型长度误差的修正方法
  •   5.5 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  •   6.1 总结与创新点
  •     6.1.1 工作总结
  •     6.1.2 论文创新点
  •   6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在学期间的研究成果及发表的学术论文
  •   攻读硕士学位期间发表(录用)论文情况
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 李依肖

    导师: 张方

    关键词: 时域,载荷识别,响应干扰,数值修正,模型误差,模型修正

    来源: 南京航空航天大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 力学

    单位: 南京航空航天大学

    分类号: O347.1

    DOI: 10.27239/d.cnki.gnhhu.2019.000058

    总页数: 134

    文件大小: 8546K

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