强非线性系统振动测量的定频试验方法及应用

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强非线性系统受到简谐激励作用下,对于同一个激励幅值,可能存在多个(一般是三个)响应幅值,跳跃现象是强非线性系统响应多值性特点在试验中的反映。本文开展强非线性系统以电压为延拓参数的定频试验测试方法的研究,对认识强非线性系统的定频试验测试机理,实现强非线性的响应测试,揭示强非线性结构的特性,具有重要的学术和工程应用价值。论文的主要研究工作如下:(1)研究了定频试验测试方法的机理——电磁激振器与强非线性结构耦合动力学特性。通过模态试验测试辨识了电磁激振器机电参数(质量、刚度、阻尼、力电流常数、电阻、电感),分别建立了线性结构、强非线性结构与激振器耦合动力学模型,从仿真测试角度验证了激振器与强非线性结构耦合时,会出现强非线性结构所特有的第二类力跌落现象(在幅频曲线上出现交叉现象)。(2)基于谐波平衡法基本理论,研究了激振器不同机电参数下,线性结构、强非线性结构响应曲线变化规律,表明了激振器结构参数变化对线性结构频响函数无影响,对强非线性结构频响函数有一定的影响。(3)将以电压为延拓参数的定频试验测试方法进一步拓展应用到带非线性磁力的强非线性悬臂梁结构多值响应特性曲线测试中,具体阐述了整个定频试验测试流程,试验测试得到了强非线性悬臂梁结构多值响应特性曲线。(4)进一步考虑激振器对定频试验测结果的影响,以不同激振器为激励设备,对强非线性三自由度系统进行了定频试验测试,试验结果表明采用不同激振器测试得到的多值响应曲线误差较小,为定频试验方法应用于多种激振器类型提供了试验支撑。
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