基于小波分解的寬帶、非穩(wěn)態(tài)信號激勵下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)計(jì)算.pdf

1、隨著大型工程機(jī)械工作環(huán)境的復(fù)雜化，其結(jié)構(gòu)所受到的激勵載荷也變得多樣化，激勵載荷由傳統(tǒng)的窄帶、穩(wěn)態(tài)信號激勵已逐漸走入了寬帶、非穩(wěn)態(tài)信號激勵，對于寬帶、非穩(wěn)態(tài)信號激勵下結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)分析也已經(jīng)變得越來越迫切；另外，隨著各種測試設(shè)備精度的大幅提高，結(jié)構(gòu)在這種復(fù)雜激勵下動力響應(yīng)的測量也變?yōu)榱丝赡堋?br>　　 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使有限元計(jì)算越來越多的應(yīng)用于各種動力學(xué)領(lǐng)域的模擬、分析和計(jì)算中。文章第一部分研究了各種常用的數(shù)值方法對于寬帶、非穩(wěn)態(tài)

2、信號激勵下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)計(jì)算的適應(yīng)性，并得出以下結(jié)論：其對于窄帶、穩(wěn)態(tài)信號激勵的計(jì)算能夠得到高精度的結(jié)果，然而對于寬帶、非穩(wěn)態(tài)信號激勵下的計(jì)算，還有很多值得改進(jìn)的地方，有時甚至?xí)霈F(xiàn)錯誤的結(jié)果。針對這種問題，提出了基于信號分解和重組的方法，即把寬帶、非穩(wěn)態(tài)信號分解成不同頻率段的窄帶信號，而不同頻率段的窄帶激勵信號采用不同的計(jì)算方法，分別得到其響應(yīng)，進(jìn)而得到原寬帶、非穩(wěn)態(tài)信號激勵下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。
　　 小波理論是近年來興起的一種嶄新的信

3、號分析理論，一種可達(dá)到時間域或頻率域局部化的時頻分析方法，被稱為數(shù)學(xué)上的“顯微鏡”。在文章第二部分，研究了如何利用小波變換的方法把寬帶、非穩(wěn)態(tài)信號分解成不同頻率段的窄帶、穩(wěn)態(tài)信號。通過小波分解后不同頻率段的信號，可以分別通過不同的計(jì)算方法求得其響應(yīng)。對于高頻信號還可以展開寫成高頻小波基的線性組合，利用系統(tǒng)對高頻小波基的響應(yīng)很快就可以得到系統(tǒng)的高頻響應(yīng)，進(jìn)而通過疊加法原理就可以得到系統(tǒng)的響應(yīng)。
　　 文章的第三部分研究了在寬帶、非

4、穩(wěn)態(tài)信號激勵下，結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的數(shù)值模擬計(jì)算中時間步長的選取原則，以及把高頻信號激勵下的響應(yīng)轉(zhuǎn)化成對高頻小波基的響應(yīng)時，為了保證計(jì)算精度，計(jì)算時間截?cái)嗟倪x取原則。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，對于寬頻、非穩(wěn)態(tài)載荷激勵的響應(yīng)計(jì)算，文中提出的方法在滿足高精度要求的前提下，能夠大大提高計(jì)算效率。
　　 文章最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了：在寬頻、非穩(wěn)態(tài)信號激勵下，通過小波分解的方法把激勵信號分解到不同的頻段上，進(jìn)而通過疊加法得到原線性系統(tǒng)的響應(yīng)的方法是確實(shí)可行的