基于Tikhonov正則化技術(shù)的載荷反求方法研究及其應(yīng)用.pdf

1、動(dòng)態(tài)載荷反求是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)中亟待解決的一個(gè)重要問題。準(zhǔn)確的掌握激勵(lì)載荷信息是工程結(jié)構(gòu)可靠性與安全性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)前提，對(duì)結(jié)構(gòu)的參數(shù)識(shí)別、故障診斷以及疲勞壽命估計(jì)等具有重要意義。然而工程實(shí)際中，因技術(shù)或經(jīng)濟(jì)條件的限制，系統(tǒng)所受實(shí)際載荷往往很難直接測(cè)量，而其響應(yīng)測(cè)量相對(duì)容易且準(zhǔn)確，因而利用結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)與系統(tǒng)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)載荷反求是一種重要的間接獲取激勵(lì)載荷手段。本文以傳統(tǒng)Tikhonov正則化載荷反求法為基礎(chǔ)，提出一種改進(jìn)的迭代優(yōu)化載荷反求法，將

2、虛擬有限元與模型減縮技術(shù)應(yīng)用于迭代反求過程中的動(dòng)響應(yīng)求解，在保證求解精度的前提下，提高載荷迭代反求的計(jì)算效率。利用本文提出的載荷優(yōu)化反求法，結(jié)合一種有限元模型減縮及剛?cè)狁詈系恼嚭喴啄Ｐ?，提出一種路面激勵(lì)反求思路。具體如下:
　　(1)提出一種基于Tikhonov正則化技術(shù)的迭代優(yōu)化載荷反求法。在噪聲水平較高的情況下，傳統(tǒng)Tikhonov正則化反求法在反求過程中往往表現(xiàn)出過度平滑的副作用，影響反求精度。對(duì)此，本文采用迭代的思想，通

3、過響應(yīng)誤差補(bǔ)償逐步修正載荷信號(hào)，使系統(tǒng)的響應(yīng)逼近于期望響應(yīng)信號(hào)，最終精確反求出載荷信號(hào)。理論分析與數(shù)值算例表明，該方法相對(duì)于傳統(tǒng)Tikhonov方法，在保留良好抗噪特點(diǎn)的同時(shí)，提高了峰值載荷處的反求精度，整體反求精度更高。
　　(2)結(jié)合虛擬有限元與模型降階減縮技術(shù)，對(duì)本文所提出的基于Tikhonov正則化技術(shù)的迭代優(yōu)化載荷反求法進(jìn)行改進(jìn)。在對(duì)不同的模型減縮方法進(jìn)行減縮精度等對(duì)比分析的基礎(chǔ)上，選取合適的減縮技術(shù)，對(duì)所提取的系統(tǒng)矩陣

4、進(jìn)行降階處理，提出一種基于Tikhonov正則化與模型減縮技術(shù)的虛擬迭代優(yōu)化載荷反求方法。該方法能夠在保證反求精度的同時(shí)，提高工程載荷反求的通用性與計(jì)算效率。
　　(3)結(jié)合改進(jìn)的整車動(dòng)力學(xué)模型，應(yīng)用本文所研究的迭代載荷反求技術(shù)進(jìn)行路面激勵(lì)反求。用有限元柔性車架代替?zhèn)鹘y(tǒng)七自由度整車動(dòng)力學(xué)模型的剛性車架，再通過懸架耦合簧下質(zhì)量，構(gòu)建剛?cè)狁詈系恼噭?dòng)力學(xué)模型。將本文提出的基于Tikhonov正則化與模型減縮技術(shù)相結(jié)合的載荷反求方法應(yīng)用