梁類結(jié)構(gòu)運(yùn)行模態(tài)分析方法研究.pdf

1、運(yùn)行模態(tài)分析(Operational Modal Analysis, OMA)是指在結(jié)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程中,只采集結(jié)構(gòu)響應(yīng)信號(hào)即可進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別的有效方法,它是靜態(tài)結(jié)構(gòu)的經(jīng)典試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析(Experimental Modal Analysis, EMA)的深入發(fā)展,可克服靜態(tài)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行結(jié)構(gòu)因邊界約束條件的變化而帶來(lái)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別不一致問(wèn)題。
　　針對(duì)不同時(shí)域運(yùn)行模態(tài)分析方法在結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)提取方面的特點(diǎn),利用仿真信號(hào)和實(shí)測(cè)懸臂梁沖擊響

2、應(yīng)信號(hào)對(duì)節(jié)約時(shí)域(Save Time Domain, STD)法、最小二乘復(fù)指數(shù)(Least-Square Complex Exponential, LSCE)法和特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)法(Eigensystem Realization Algorithm, ERA)進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明,ERA具有最優(yōu)的識(shí)別效果, LSCE法次之,最差的是STD法。
　　傳統(tǒng)的OMA方法要求結(jié)構(gòu)受到的是穩(wěn)定的白噪聲激勵(lì),但是穩(wěn)定的白噪聲激勵(lì)在機(jī)械設(shè)備中很

3、難實(shí)現(xiàn)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,研究了靜態(tài)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在沖擊激勵(lì)下的模態(tài)分析技術(shù),提出了基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?Empirical Mode Decomposition, EMD)和Laplace小波相關(guān)濾波,以及基于獨(dú)立分量分析(Independent Component Analysis, ICA)和Laplace小波相關(guān)濾波這兩種方法。首先利用EMD或者ICA將模態(tài)疊加的響應(yīng)信號(hào)分解為與各單階模態(tài)響應(yīng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的分量,接著利用Laplace小波相關(guān)濾波

4、對(duì)這些分量進(jìn)行分析,精確提取各階模態(tài)參數(shù)。仿真和實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了這兩種方法的有效性。
　　對(duì)于穩(wěn)定運(yùn)行情況下的轉(zhuǎn)子,微弱的模態(tài)響應(yīng)信號(hào)被完全淹沒(méi)在強(qiáng)大的工頻信號(hào)之中,現(xiàn)有的OMA方法很難提取轉(zhuǎn)子的模態(tài)參數(shù)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,研究了一種新的OMA方法。首先利用頻譜校正技術(shù)(Correction Technique of Spectrum Analysis, CTSA)消除工頻信號(hào)的影響,突出微弱的模態(tài)響應(yīng)信號(hào);接著利用諧波小波濾波(Har