運(yùn)行變形振型和運(yùn)行模態(tài)分析方法研究及軟件實(shí)現(xiàn).pdf

1、運(yùn)行變形振型（ODS）分析和運(yùn)行模態(tài)分析（OMA）因其無(wú)需測(cè)量輸入激勵(lì)力、安全性能好、不影響結(jié)構(gòu)正常使用等優(yōu)點(diǎn)成為了國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。由ODS可以獲知結(jié)構(gòu)在運(yùn)行狀態(tài)下的各個(gè)時(shí)刻或特定頻率下的變形情況，而OMA可以獲得結(jié)構(gòu)的固有頻率，阻尼和模態(tài)振型等模態(tài)參數(shù)。結(jié)合兩者的分析結(jié)果，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)在運(yùn)行狀態(tài)下的振動(dòng)變形情況和動(dòng)態(tài)性能做綜合的分析，對(duì)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷和振源識(shí)別等具有重要的意義。為此，本文研究并實(shí)現(xiàn)了時(shí)、頻域ODS和一種抗噪聲

2、能力強(qiáng)的基于半功率譜的運(yùn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法——多參考點(diǎn)最小二乘復(fù)頻域法（pLSCF）。本文的主要工作內(nèi)容展開(kāi)如：
　?。?）研究了ODS的基本性質(zhì)，ODS與模態(tài)振型的區(qū)別和聯(lián)系，時(shí)、頻域ODS的原理及其測(cè)量和計(jì)算方法。重點(diǎn)討論了幾種頻域ODS的計(jì)算函數(shù)以及它們之間的區(qū)別。
　　（2）為了更好的解決大噪聲下試驗(yàn)數(shù)據(jù)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別精度不高的問(wèn)題，研究了多參考點(diǎn)最小二乘復(fù)頻域（pLSCF）法及穩(wěn)定圖的標(biāo)示方法，通過(guò)仿真案例驗(yàn)證了p

3、LSCF法抗噪聲干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定圖清晰且穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。以半功率譜理論為基礎(chǔ)，研究了pLSCF方法在OMA中的應(yīng)用，通過(guò)仿真案例驗(yàn)算并與專業(yè)模態(tài)分析軟件MACEC的模態(tài)參數(shù)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果證明了本文基于半功率譜的pLSCF運(yùn)行模態(tài)分析方法的正確性。
　　（3）在MATLAB環(huán)境下，開(kāi)發(fā)了ODS動(dòng)畫模擬以及OMA分析的軟件ODSMA。軟件能以慢速運(yùn)動(dòng)的方式模擬結(jié)構(gòu)的ODS空間響應(yīng)，可以很容易的觀察結(jié)構(gòu)的運(yùn)行變形情況，識(shí)別振動(dòng)變形過(guò)

4、大的位置；結(jié)合運(yùn)行模態(tài)分析，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)性能作綜合分析。軟件界面友好、編程規(guī)范、輔之以豐富的鼠標(biāo)和鍵盤控制，實(shí)現(xiàn)操作的人性化。
　?。?）以經(jīng)典GARTEUR飛機(jī)模型實(shí)測(cè)頻響函數(shù)數(shù)據(jù)和二維框架結(jié)構(gòu)時(shí)域響應(yīng)數(shù)據(jù)，分別驗(yàn)證了ODSMA軟件對(duì)測(cè)力法和不測(cè)力法獲得的數(shù)據(jù)的ODS動(dòng)畫模擬功能。通過(guò)一個(gè)三層框架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)模態(tài)試驗(yàn)，對(duì)軟件的各項(xiàng)功能進(jìn)行了一個(gè)完整應(yīng)用，結(jié)果表明軟件運(yùn)行穩(wěn)定、結(jié)果可靠，可方便的應(yīng)用于結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)下的振