基于细化共振法辨识纤维增强复合薄板的非线性阻尼

发布时间：2021-06-24 19:32

　　从频域细化角度,提出了细化共振法来准确辨识纤维增强复合薄板的非线性阻尼参数。首先,基于频率细化法和共振法理论,重新推导具有振幅依赖的复合薄板结构非线性阻尼的表达式,明确从频域测试角度获取非线性阻尼参数的理论原理。然后,通过仿真信号算例,验证了该方法的正确性,并讨论了频率分辨率和细化倍数对阻尼辨识精度的影响。最后,总结并概括出一套合理、规范的阻尼辨识流程,并对TC500碳纤维/树脂基复合薄板进行实际测试。研究发现,利用该方法可定量评价具有振幅依赖特点的复合薄板的非线性阻尼,且随着激励幅度的增大,其阻尼特性呈现逐步增大的趋势。 

【文章来源】：机械工程学报. 2020,56(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

纤维增强复合薄板理论模型

首先，对式(35)给出的仿真衰减信号进行正常的频谱分析，即不采用频率细化技术进行FFT变换处理。假设采样频率为2 048 Hz，采样点数为2 048，则在频率分辨率为1.0 Hz时，会获得如图2b所示的频域响应曲线。由图2可知，此时曲线峰值对应的频率为157.0 Hz，与设定的156.60 Hz存在一定的误差。然后，对该仿真信号进行频率细化处理，在相同的采样频率和采样点数下，设定细化倍数为2、10、20和100，即细化后频率分辨率可分别达到0.5 Hz、0.1 Hz、0.05 Hz和0.01 Hz，频率细化处理后获得的152～162 Hz的频谱曲线如图3所示。

然后，对该仿真信号进行频率细化处理，在相同的采样频率和采样点数下，设定细化倍数为2、10、20和100，即细化后频率分辨率可分别达到0.5 Hz、0.1 Hz、0.05 Hz和0.01 Hz，频率细化处理后获得的152～162 Hz的频谱曲线如图3所示。最后，采用半功率带宽法，分别对频率细化处理前、后的频谱数据进行阻尼辨识，表1给出了相应的阻尼结果及其识别误差。同时，为了研究频率分辨率对仿真信号固有频率和阻尼辨识精度的影响，在相同的采样频率下，设置采样点数为4 096(即频率分辨率为0.5 Hz)，仍然在上述四个细化倍数下，对图2所示的仿真信号进行频率细化处理，并将相应的辨识结果及误差一并列于表1中。

【参考文献】：
期刊论文
[1]国产碳纤维增强树脂基复合材料阻尼性能实验研究[J]. 杨云昭,易凯,王建月,徐超.  强度与环境. 2014(06)
[2]碳纤维增强复合材料结构阻尼性能研究[J]. 李瑞杰,何安荣,徐超,林松.  宇航材料工艺. 2012(04)
[3]T300/BMP-316复合材料板冲击损伤研究[J]. 温卫东,崔海坡,徐颖.  航空动力学报. 2007(05)
[4]含孔复合材料层合板疲劳寿命预测研究[J]. 齐红宇,温卫东,崔海涛.  航空动力学报. 2003(05)
[5]复合材料阻尼测试方法及空气阻尼影响的探讨[J]. 黎大志,陈树年.  振动与冲击. 1992(Z1)



本文编号：3247702