学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

频谱可控的超高斯随机振动环境模拟技术及其应用研究

作　者: 蒋瑜
导　师: 温熙森
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 机械工程
关键词: 可靠性强化试验随机振动振动控制环境模拟功率谱密度幅值概率密度累积疲劳损伤超高斯峭度偏斜度
分类号: E92
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 437次
引　用: 11次
阅　读: 论文下载

内容摘要

环境应力试验作为装备可靠性与环境工程的重要组成部分,贯穿于装备研制和生产的全过程,既可以在研制阶段用于发现设计缺陷,为改进设计提供信息,成为可靠性及环境适应性设计的组成部分;又可以在定型和批生产中用于验证装备可靠性及环境适应性设计水平是否符合合同要求,作为装备定型和批生产验收的决策依据。环境应力试验,特别是加速应力试验的效能主要取决于环境模拟设备的性能。环境模拟设备能提供的试验谱越丰富,可控性越好,那么试验时便可根据特定的需要模拟出各种所需的应力环境,为高效选伤或激发缺陷创造必要的条件。本文在综述国内外振动试验技术和振动环境模拟技术的基础上,引出“频谱可控的超高斯随机振动环境模拟技术及其在可靠性强化试验中的应用”这一主题,并紧紧围绕该主题开展了如下研究工作:1.全面分析了振动激励的功率谱密度量级、幅值分布、带宽以及试件结构的固有频率、阻尼比等因素对疲劳损伤累积的强化效应,提出振动强化试验激励信号应具备的重要特性:频谱可控和超高斯,确立了本文的研究主题和方向。2.通过分析目前电动(液)振动台数字式随机振动控制系统中广泛采用的激励信号生成原理,在其基础上提出了一种通过二次相位调制来控制激励信号峭度值和偏斜度值的方法,分别得到了频谱可控的对称和非对称分布超高斯伪随机激励信号生成算法,并进行了数值仿真和试验验证,为研究频谱可控的超高斯真随机激励信号生成技术奠定了基础。3.通过分析随机振动控制系统中时域随机化环节的窗函数和重叠因子等参数对超高斯伪随机驱动信号幅值特性尤其是峭度值和偏斜度值的影响,分别得到了时域随机化前后信号峭度值和偏斜度值之间的定量关系解析表达式,并提出了闭环振动控制中峭度值和偏斜度值的具体均衡流程。据此改进和完善了传统的电动(液)振动台振动控制系统,使其具备频谱可控的对称和非对称分布超高斯真随机振动环境模拟能力,为振动强化试验方法研究提供了必要的技术手段和验证平台。4.探讨了频谱可控的超高斯真随机振动环境模拟技术在可靠性强化试验中的具体应用问题。通过理论分析和数值仿真揭示了试件在频谱可控的超高斯随机振动激励作用下的响应特性和规律,并在此基础上归纳总结出利用频谱可控的超高斯随机振动

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
缩略词说明  11-12
插图和附表索引  12-16
第一章绪论  16-38
  1.1 研究背景和问题提出  16-17
  1.2 国内外相关问题研究现状和发展趋势  17-35
    1.2.1 振动试验技术的研究现状和发展趋势  18-27
    1.2.2 振动环境模拟技术的研究现状  27-35
  1.3 论文的研究思路及内容安排  35-38
    1.3.1 论文的研究思路  35-36
    1.3.2 论文的内容安排  36-38
第二章频谱可控的超高斯伪随机振动激励信号生成技术  38-63
  2.1 概述  38-40
    2.1.1 高斯随机过程模拟方法  38-40
    2.1.2 非高斯随机过程模拟方法  40
  2.2 基于二次相位调制的超高斯伪随机激励信号生成算法  40-57
    2.2.1 传统数字式随机振动控制系统激励信号生成算法分析  40-43
    2.2.2 相位角对峭度值的影响分析  43-52
    2.2.3 相位角对偏斜度值的影响分析  52-53
    2.2.4 频谱可控的对称分布超高斯伪随机激励信号生成算法  53-55
    2.2.5 频谱可控的非对称分布超高斯伪随机激励信号生成算法  55-57
  2.3 数值仿真和试验验证  57-62
  2.4 本章小结  62-63
第三章频谱可控的超高斯真随机振动激励信号生成技术  63-84
  3.1 时域随机化基本原理  63-65
  3.2 基于时域随机化的超高斯真随机激励信号生成算法  65-77
    3.2.1 时域随机化对峭度值的影响分析  65-70
    3.2.2 时域随机化对偏斜度值的影响分析  70-72
    3.2.3 频谱可控的对称分布超高斯真随机振动控制算法  72-75
    3.2.4 频谱可控的非对称分布超高斯真随机振动控制算法  75-77
  3.3 数值仿真和试验验证  77-83
  3.4 本章小结  83-84
第四章基于频谱可控超高斯随机振动环境的强化试验方法研究  84-99
  4.1 超高斯随机振动激励作用下的试件响应分析  84-87
    4.1.1 响应带宽分析  85
    4.1.2 响应幅值分布特性分析  85-87
  4.2 数值仿真分析  87-96
    4.2.1 系统动力学建模  87-88
    4.2.2 随机输入下系统仿真的解决方案  88-90
    4.2.3 系统仿真思路和过程  90-95
    4.2.4 系统仿真结论  95-96
  4.3 响应分析结论的试验验证  96-97
  4.4 振动强化试验方法实施指南  97-98
  4.5 本章小结  98-99
第五章基于频谱可控超高斯随机振动环境的强化试验方法验证  99-108
  5.1 试验准备  99-101
    5.1.1 试验对象  99-100
    5.1.2 试验设备  100
    5.1.3 扩展台面和夹具设计  100-101
  5.2 试验研究  101-107
    5.2.1 相同均方根值的RS 机超高斯与ED 机高斯激励对比试验  101-104
    5.2.2 相同均方根值的ED 机高斯与超高斯激励对比试验  104
    5.2.3 不同带宽的ED 机超高斯激励对比试验  104-105
    5.2.4 不同峭度的ED 机超高斯激励对比试验  105-106
    5.2.5 应用案例  106-107
  5.3 本章小结  107-108
第六章结论与展望  108-110
  6.1 研究结论  108-109
  6.2 研究展望  109-110
致谢  110-112
参考文献  112-121
附录A 攻读博士学位期间发表或录用的学术论文  121
科研成果情况  121

频谱可控的超高斯随机振动环境模拟技术及其应用研究

内容摘要

全文目录

相似论文