基础激励结构有限元模型修正方法研究

发布时间：2017-09-02 17:39

  本文关键词：基础激励结构有限元模型修正方法研究

  更多相关文章： 模型修正 频响函数 虚拟主自由度 响应传递率 复参数修正 阻尼

【摘要】：随着有限元技术的发展,有限元模型的精确性问题逐渐得到人们的重视。由于各种理论假设、边界条件的近似性、材料参数的不确定性等因素的影响,导致有限元模型与实际结构存在一定的误差。基于试验模态分析的模型修正技术是提高有限元模型精度的有效手段。有限元模型修正方法从20世纪70年代发展至今,以基于模态参数或完备频响函数的模型修正方法最为成熟。然而很多大型复杂结构总是受到基础未知激励的影响,往往很难获得完备的频响函数和模态参数来进行模型修正。为了提高结构的有限元模型精度,本文重点开展基于非完备频响函数的模型修正方法和基于传递率的间接修正方法的研究,以及考虑有限元模型阻尼特性的复参数修正方法研究。具体工作内容如下:(1)建立了基于非完备频响函数的模型修正迭代新格式及虚拟主自由度的概念,提高了修正过程的收敛性。在基于完备频响函数数据的模型修正方法的基础上,利用频响函数的灵敏度方程,对非完备频响函数数据的有限元模型修正方法展开研究,并提出了一种新的迭代格式。在非完备频响函数模型修正方法中,通过构造虚拟主自由度频响函数,显著提高了有限元模型修正的收敛效率。最后通过25杆结构验证该方法的有效性。(2)提出了基于响应传递率的间接模型修正方法。针对大型复杂结构很难精确测量模态参数或频响函数,进而无法应用基于模态参数的修正方法或基于频响函数的修正方法的问题,本文提出了以响应传递率函数为参考的有限元模型间接修正方法:首先应用响应传递率函数进行相关频响函数的求解,然后再采用非完备频响函数模型修正方法进行模型修正,并采用数值算例验证了该方法的可行性。(3)研究了有限元模型阻尼特性的复参数修正方法。在考虑有限元模型阻尼影响机理的基础上,将复参数修正方法与分步阻尼修正方法进行对比,证明复参数修正方法比分步阻尼修正方法的修正效果更精确。在数值算例中,分别对具有结构阻尼特性与粘性阻尼特性的有限元模型进行对比修正,证明了复参数修正方法对一般阻尼类型的适用性。
【关键词】：模型修正 频响函数 虚拟主自由度 响应传递率 复参数修正 阻尼
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB115
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 本文研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 矩阵型修正方法10-11
• 1.2.2 设计参数型修正方法11-12
• 1.2.3 基础激励结构的模型修正方法12-13
• 1.2.4 有限元模型阻尼特性的修正方法13
• 1.3 有限元模型修正有待解决的问题13-14
• 1.4 本文主要研究内容及安排14-16
• 第二章 基于非完备频响函数数据的有限元模型修正方法16-33
• 2.1 完备频响函数的有限元模型修正方法16-19
• 2.1.1 基于频响函数的修正方法简介16
• 2.1.2 基于完备频响函数的灵敏度方程模型修正方法16-19
• 2.2 一种新的基于非完备频响函数的模型修正方法19-24
• 2.2.1 非完备数据模型修正理论基础20-21
• 2.2.2 修正方法的实现步骤21-24
• 2.3 引入虚拟主自由度的有限元模型修正方法24-25
• 2.4 数值算例25-32
• 2.4.1 平面杆结构模型26-29
• 2.4.2 无噪声干扰试验模型的模型修正29-31
• 2.4.3 存在噪声干扰的模型修正31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 基于响应传递率的基础激励结构有限元模型修正方法研究33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 响应传递率的分类33-37
• 3.2.1 点对点响应传递率33-35
• 3.2.2 整体响应传递率35-37
• 3.3 基于整体传递率的有限元模型间接修正方法37-39
• 3.3.1 基于整体传递率的频响函数识别方法37-38
• 3.3.2 基于传递率所得频响函数的有限元模型修正方法38-39
• 3.4 数值案例39-46
• 3.4.1 整体响应传递率的性质验证40-42
• 3.4.2 由传递率函数到频响函数的求解42-44
• 3.4.3 基于频响函数的模型修正44-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 有限元模型阻尼特性的复参数修正方法47-67
• 4.1 引言47
• 4.2 复参数阻尼特性修正方法47-50
• 4.2.1 复参数方法基本理论47-48
• 4.2.2 复参数方法阻尼设定48-50
• 4.3 分步修正阻尼方法50-51
• 4.3.1 质量矩阵和刚度矩阵的修正51
• 4.3.2 阻尼辨识51
• 4.4 数值案例51-66
• 4.4.1 修正算法的对比52-63
• 4.4.2 复参数修正方法对不同阻尼的修正比较63-66
• 4.5 本章小节66-67
• 第五章 总结与展望67-69
• 5.1 全文总结67-68
• 5.2 创新点68
• 5.3 研究展望68-69
• 参考文献69-73
• 攻读学位期间主要参与的项目及发表的论文73-74
• 致谢74

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本文编号：779978