动载荷识别的非迭代法研究

发布时间：2022-11-03 19:23

　　机械、车辆、桥梁、房屋建筑等工程常处于复杂动载荷激励状态下,只有准确获得这些复杂的动载荷信息,才能判断工程结构的安全可靠性。然而在众多实际工程中由于这些动载荷常处于复杂环境之中很难被直接测量,而结构的响应相对容易获得,因此借助结构响应对载荷进行估计是解决该问题最为有效的途径之一。本文基于伽辽金有限元法和最小二乘法对二维及三维结构的载荷识别进行了研究。本文的主要研究内容归纳如下:（1）基于伽辽金有限元法分析了结构动力学正问题,为开展反问题的研究奠定一定的基础。正问题计算的准确性对反问题研究至关重要,利用有限单元对计算域进行离散,并利用Newmark法处理时域问题,数值算例结果显示用Newmark法求解结构动力学正问题有着较高的精度和稳定性。（2）基于伽辽金有限元法建立的正问题模型,通过矩阵变换寻找测点响应和待识别点载荷之间的关系,建立误差函数,利用最小二乘法直接反演动载荷。数值算例分别讨论了展开基函数的选取、计算时间、测量噪声、测点数量、测点位置对反演结果的影响。数值算例的反演结果表明该算法对于求解二维及三维载荷识别问题具有较高的精度和良好的鲁棒性。（3）系统病态矩阵的相关求解是反演过程... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 载荷识别的频域法
        1.2.2 载荷识别的时域法
        1.2.3 载荷识别的迭代法和非迭代法
    1.3 Newmark法
    1.4 本文研究的主要内容
    1.5 章节安排
第二章 线弹性动力学原理
    2.1 动力学变分原理
    2.2 加权余量法
    2.3 有限单元法离散
    2.4 系统运动方程的求解方法
        2.4.1 中心差分法
        2.4.2 Newmark法
    2.5 数值算例
        2.5.1 时间步长对计算结果的影响
        2.5.2 简易桁架模型
        2.5.3 简易车门模型
    2.6 本章小结
第三章 动载荷识别的非迭代法
    3.1 基于最小二乘法进行动力学载荷识别
    3.2 基函数展开法
    3.3 奇异值分解法
    3.4 数值算例
        3.4.1 展开函数的影响
        3.4.2 计算时间的影响
        3.4.3 测量噪声的影响
        3.4.4 测点数量的影响
        3.4.5 测点位置的影响
    3.5 本章小结
第四章 结论和展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的学术活动及成果情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Newmark-β法的非线性体系动载荷识别[J]. 范玉川,黄清云,鲁艳,赵春雨.  东北大学学报(自然科学版). 2019(12)
[2]基于Newmark-β法的载荷识别研究[J]. 苏文献,范正炼,邓蕾,陈功.  中国工程机械学报. 2016(02)
[3]动态载荷位置识别当量载荷误差判别法[J]. 蒋祺,张方,姜金辉,祝徳春,徐菁,浦玉学.  振动.测试与诊断. 2015(04)
[4]动载荷识别时域方法的研究现状与发展趋势[J]. 周盼,张权,率志君,李玩幽.  噪声与振动控制. 2014(01)
[5]旋转铁木辛柯梁分布动态载荷的时域识别研究[J]. 邓军,陈国平,张方.  机械科学与技术. 2011(06)
[6]多点平稳随机载荷识别方法研究[J]. 姜金辉,陈国平,张方.  振动工程学报. 2009(02)
[7]一种基于比例反馈控制原理的动载荷时域反演方法[J]. 李辉,丁桦.  计算力学学报. 2008(05)
[8]二维分布动载荷识别的频域方法[J]. 秦远田,张方,陈国平.  振动工程学报. 2007(05)
[9]一种改进的动态载荷时域识别方法[J]. 张运良,林皋,王永学,李志军,李广伟.  计算力学学报. 2004(02)
[10]机械振动载荷识别研究的现状与未来[J]. 许锋,陈怀海,鲍明.  中国机械工程. 2002(06)

博士论文
[1]动载荷识别应用技术研究[D]. 秦远田.南京航空航天大学 2007
[2]结构随机载荷识别的理论和实验研究[D]. 郭杏林.大连理工大学 2003



本文编号：3700484