基于解析模态分解的时变与弱非线性结构密集模态参数识别
本文选题:解析模式分解 + 瞬时频率 ; 参考:《振动与冲击》2014年19期
【摘要】:对于时变与非线性的结构系统,由于结构模态响应信号的瞬时频率并不等同于结构本身的瞬时频率,因此推导了单自由度与多自由度体系在自由振动和受迫振动下模态响应信号的瞬时频率与结构本身瞬时频率的关系,理论结果表明,对于时变的线性结构和弱非线性结构,模态响应的瞬时频率缓慢变化的部分与结构系统的瞬时频率近似相等。通过对一杜芬系统的数值模拟和对一调整索力变化而使其频率变化的斜拉索自由振动实验,验证了理论结果的正确性。对于具有密集模态的时变与非线性的多自由度体系,提出了把解析模式分解方法扩展到时变与非线性结构的模态分解。该方法通过小波变换选取二分时变截止频率,对结构的时变模态响应进行分离,从而实现多自由度结构时变参数识别。最后,对一具有密集模态的两层框架时变系统受白噪声激励和地震激励进行数值模拟,结果表明,提出的方法能有效的分解时变系统的密集模态响应并能较好的识别出结构系统的瞬时频率。
[Abstract]:For time-varying and nonlinear structural systems, the instantaneous frequency of the structural modal response signal is not equal to the instantaneous frequency of the structure itself. Therefore, the relationship between the instantaneous frequency of the modal response signal and the instantaneous frequency of the structure itself under free and forced vibration is derived. The theoretical results show that for the time-varying linear structure and the weakly nonlinear structure, the relationship between the instantaneous frequency of the modal response signal and the instantaneous frequency of the structure itself is derived. The instantaneous frequency of the modal response is approximately equal to that of the structural system. The correctness of the theoretical results is verified by the numerical simulation of a Duffin system and the experiment of the free vibration of a stay cable to change the frequency of an adjusted cable force. For time-varying and nonlinear multi-degree-of-freedom systems with dense modes, the analytical mode decomposition method is extended to the modal decomposition of time-varying and nonlinear structures. In this method, the binary time-varying cutoff frequency is selected by wavelet transform, and the time-varying modal response of the structure is separated to realize the identification of the time-varying parameters of the multi-degree-of-freedom structure. Finally, a two-story frame time-varying system with dense modes is numerically simulated by white noise excitation and seismic excitation. The results show that, The proposed method can effectively decompose the dense modal response of time-varying system and identify the instantaneous frequency of the structure system.
【作者单位】: 合肥工业大学土木与水利工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51208165)
【分类号】:TU311.3;TU352.1
【参考文献】
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【共引文献】
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本文编号:1803658
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