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复杂结构分布载荷识别的动态标定技术研究

作　者: 徐梅
导　师: 张方
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 固体力学
关键词: 正交多项式抗噪性复杂结构时域频域动态标定分布动载荷旋转梁
分类号: O347
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 61次
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内容摘要

分布载荷识别的动态标定技术已成功用于简单结构,近年来发展较为迅速。本文对基于切比雪夫正交多项式理论的动态标定技术作了进一步研究,将之用于复杂结构。基于切比雪夫正交多项式理论的载荷识别动态标定技术就是建立系统动响应与分布载荷之间的联系,计算出正交多项式系数,再用正交多项式来拟合实际的载荷分布函数。本文首先介绍了切比雪夫正交多项式的几种表达形式,将之运用分布动载荷的动态标定技术中。再以简单薄板为研究对象,分别采用平均法、矩阵预处理、奇异值截断和滤波的方法从频域、时域两个方面改善二维平面问题的抗噪性能。进而将空间映射的思想运用于载荷识别理论中,解决了复杂结构的动态标定问题,并用仿真算例验证了该方法的可行性。为进一步拓宽动态标定技术的应用范围,提出了旋转梁在几种工况下的载荷识别理论,将该理论由时不变系统延伸到时变系统中。最后,进行了复杂结构的模态实验,并依据模态实验结果修正有限元模型,再计算正交多项式载荷作用于有限元模型时的动响应,组合成动态标定矩阵。分布动载荷识别的动态标定技术,不论是理论推导还是实验验证,均有较高的识别精度,具有一定的抗干扰能力,能够运用于工程实际中。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章绪论  11-20
  1.1 概述  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-19
    1.2.1 动载荷频域识别法  12-15
    1.2.2 动载荷时域识别法  15-18
    1.2.3 分布动载荷识别的发展史  18-19
  1.3 本文主要内容  19-20
第二章分布动载荷识别的基本原理  20-35
  2.1 广义正交多项式理论  20-24
    2.1.1 一维广义切比雪夫正交多项式  20-21
    2.1.2 二维广义切比雪夫正交多项式  21-23
    2.1.3 三维广义切比雪夫正交多项式  23-24
  2.2 广义正交多项式在分布动载荷识别中的应用  24-34
    2.2.1 连续梁模型分布动载荷系统  25-28
    2.2.2 薄板模型分布动载荷系统  28-34
  2.3 本章小结  34-35
第三章分布动载荷识别的抗噪处理  35-52
  3.1 病态问题  35-40
    3.1.1 条件数对病态线性方程组数值解的影响  36-37
    3.1.2 预处理（行平衡、列平衡法）  37
    3.1.3 病态方程的求解  37-40
  3.2 频域法  40-44
    3.2.1 平均法  40-41
    3.2.2 抗噪措施  41-42
    3.2.3 算例  42-44
  3.3 时域法  44-51
    3.3.1 滤波器概述  45
    3.3.2 数字滤波器  45-47
    3.3.3 抗噪措施  47
    3.3.4 算例  47-51
  3.4 本章小结  51-52
第四章复杂结构风洞试验模型的动态标定和实验  52-74
  4.1 模型简介  52-53
  4.2 分布载荷的动态标定过程  53-63
    4.2.1 降维思想  53-54
    4.2.2 复杂结构的空间映射  54-58
    4.2.3 频域法动态标定过程  58-59
    4.2.4 时域法动态标定过程  59-60
    4.2.5 算例  60-63
  4.3 动态标定技术的新思路  63-69
    4.3.1 频域法  63-64
    4.3.2 时域法  64-66
    4.3.3 算例  66-69
  4.4 动态标定实验  69-73
    4.4.1 动态标定实验过程  69
    4.4.2 实验设备  69
    4.4.3 实验方案  69-70
    4.4.4 实验法的动态标定  70-73
  4.5 本章小结  73-74
第五章旋转梁的动态标定技术研究  74-84
  5.1 旋转弹性梁元素  74-76
  5.2 动响应的数值解Wilson-θ法  76-77
  5.3 旋转梁的动态标定理论  77-79
    5.3.1 集中力作用下的动态标定  77-78
    5.3.2 分布力作用下的动态标定  78-79
  5.4 算例  79-83
    5.4.1 集中力作用下匀速转动  79-80
    5.4.2 分布力作用下匀速转动  80-81
    5.4.3 集中力作用下变速转动  81-82
    5.4.4 分布力作用下变速转动  82-83
  5.5 本章小结  83-84
第六章总结与展望  84-86
  6.1 论文工作的主要创新点  84-85
  6.2 展望  85-86
参考文献  86-91
致谢  91-92
在学期间的研究成果及发表的学术论文  92

复杂结构分布载荷识别的动态标定技术研究

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