【摘 要】
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航空航天飞行器等结构在工作过程中往往处于复杂的振动环境,本文对非白噪声环境激励下的结构模态参数识别进行研究,具有重要的工程意义和理论价值。本文的主要工作有:(1)研究了几种常规工作模态分析的时域方法,对自然激励法、时间序列法、特征系统实现算法和随机子空间法进行了理论推导和MATLAB程序化。通过基础激励梁的数值仿真和实验,对上述方法的识别效果进行了对比和验证。(2)研究了非均匀谱环境激励下常规工作
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航空航天飞行器等结构在工作过程中往往处于复杂的振动环境,本文对非白噪声环境激励下的结构模态参数识别进行研究,具有重要的工程意义和理论价值。本文的主要工作有:(1)研究了几种常规工作模态分析的时域方法,对自然激励法、时间序列法、特征系统实现算法和随机子空间法进行了理论推导和MATLAB程序化。通过基础激励梁的数值仿真和实验,对上述方法的识别效果进行了对比和验证。(2)研究了非均匀谱环境激励下常规工作模态分析方法的适用性问题,发现了模态遗漏现象并分析了其原因。指出结构在非均匀谱环境激励下,由于激励能量在频域内分布不均,导致结构的某阶模态不能被充分激发甚至未被激发是造成模态遗漏的主要原因。(3)基于NExT-ERA法,并结合滤波技术、稳定图法和模糊聚类法提出了一种增强型工作模态分析方法,解决了非均匀谱环境激励下应用常规工作模态分析方法出现的模态遗漏问题。通过几种典型非均匀谱激励下的梁和舵面结构实验,验证了该方法的有效性。(4)研究了快速近似幂迭代子空间跟踪技术(FAPI),以及基于短时稳态假设的NExT-ERA法(TERA)两种非平稳状态下的工作模态分析方法,并对上述方法的参数设置进行了优化分析。通过时变梁的数值仿真和实验,验证了方法的有效性。基于MATLAB开发了非平稳状态下工作模态分析的应用软件。
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