振动机械结构的模态参数辫识研究

振动机械结构的模态参数辫识研究

振动机械结构的模态参数辫识研究

姓名:王世举 班级:研1302 学号:2013020041

摘要:机械是利用振动原理来完成各种工艺过程的机械设备对振动机械进行全面检测。评估和健康监测,就需要充分掌握振动机械结构的动力特征参数模态参数是决定结构动力特征的主要参数,也是进行故障诊断等多种研究必不可少的手段之一。

关键字:振动机械;模态参数辨识;实验模态分析; 动力特征;故障诊断。 0 引言

振动机械与其它机械设备相比有根本的区别。振动机械在连续大振幅的振动情况下工作,其动载荷较大,工作情况也较复杂振动机械一方面利用振动在工作过程中获得效益,如振动可减小物料的内摩擦,增加流动性;利用共振可显著减小机械工作过程中所需的激振力等。另一方面,又要设法减轻由于机器振动可能引起的无用的或有害的振动。根据振动机械的特点,按照动态设计理论与方法进行较全面和系统的设计,是保证该类机械和整个系统可行和有效运行的重要措施和必要手段。

模态分析是在对结构进行实际测试的基础上,采用理论与实验相结合的方法来处理工程结构的动力学问题。模态分析是一项综合技术,与有限元分析技术一起成为结构动力学的两大支柱。模态分析方法主要用于分析复杂结构的动力学特性,该方法的最终目的是从实验方法上解决机械结构动力学建模的问题。模态分析技术利用传感器测试,信号处理等手段获取输入激励和输出响应,通过一定的方法建立结构的模态模型,进而辨识出系统模态参数。模态分析方法可以非常直观的了解结构系统的振动情况,可以为结构设计价和修改提供系统的基本参数。另外模态分析方法还应用在结构损伤诊断及状态监测,结构噪声辐射的控制及识别结构载荷等方面。由于模态分析技术的巨大实用价值,使其成为利用振动理论掌握振动机械动态特性的最重要、应用最广泛的技术手段之一。

已知结构输出响应的模态参数辨识方法保证了测试过程具有良好的重复性 较高的模态参数辨识精度和可靠性,但却是以牺牲其对测试环境和条件的适应性为代价的,而且人工激励费用高,安全性差,测试过程要求结构中断正常工作等问题都严重限制了该方法的应用。由于振动响应信号包含丰富的系统信息,可直接从振动机械结构工作中的振动响应数据辨识出模态参数的优点,所以基于输出响应信号模态参数辨识方法己经应用在很多领域 ,但该方法还不够成熟,无论是在理论算法、计算机实现,还是在实际工程中的应用,都还存在着如对噪声的抗干扰能力较差、对非稳态信号的辨识能力及密集模态分离能力较弱等问题。 1 振动机械结构模态辨识研究现状及趋势

振动机械结构的模态参数辨识问题由来己久。由于最初受到侧试技术与计算机技术的限制,该问题在很长一段时期 内发展非常缓慢。上个世纪中叶以来, 计算机软硬件技术的飞速发展为模态参数辨识研究提供了很好基础,加上在数学方法、传感器技术、电子学、数字分析仪等方面的发展,逐渐建立起目前的模态参数辨识技术,并进一步改善了原有方法。

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