论文题目: 随机参数结构的模态分析及其应用的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 工程力学
作者: 苏荣华
导师: 梁冰
关键词: 随机参数结构,模态参数变异,频率响应函数,方法,相对均差系数,相对均差函数,变异函数,复合随机振动
文献来源: 辽宁工程技术大学
发表年度: 2005
论文摘要: 发展随机参数结构模态分析理论和技术,对结构动态性能评价、结构动态设计、故障诊断及状态监测等有着十分重要的意义。本文针对线性随机参数结构的模态分析开展工作,研究实际结构中随机因素引起的结构振动模态参数及其动力传递的变异规律。主要工作如下: 1.用Monte-Carlo 随机模拟方法研究随机参数结构模态参数模型的变异规律。首次提出相对均差系数概念,定量描述了随机参数系统模态参数均值相对均值参数系统模态参数的变异性。本文采用相对均差系数与变异系数两个无量纲量,从两个不同的角度较为全面研究了随机参数结构模态参数模型的变异规律。无论是质量还是刚度变异系数的增大,都会引起单自由度随机参数系统的谐振频率(固有频率、阻尼固有频率、位移谐振频率)均值相对均值参数系统的谐振频率偏离的增加。结构参数(质量、刚度、阻尼系数)同时存在随机变异时,随着结构参数变异性增大(δ=1%～30%),多自由度随机参数系统的高阶模态频率均值单调增大,低阶模态频率均值单调减小,模态密集度降低;各阶模态阻尼比均值都单调增大;模态振型变异比较敏感,变异规律较为复杂,但是总的说来,低阶模态的峰值增大,高阶模态的峰值趋于平缓。2.随机参数结构模态频率与随机结构参数的相关分析。结果表明:互相关系数随着结构参数的变异性的增大发生变化,但相关程度分布格局不发生变化,只是对各结构参数的相关程度趋于均匀化。3.对单自由度随机参数系统的频率响应函数(包括幅频特性、相频特性、实频特性、相频特性)的变异规律的研究。质量和刚度的随机会削弱频响函数的峰值,增加半功率带宽;阻尼系数的随机会引起频响函数峰值的增大,但对频响函数的影响远小于随机质量和刚度的影响。实频与虚频特性对随机结构参数变异的敏感度高于幅频与相频特性。文中采用相对均差函数和变异函数定量描述当质量、刚度、阻尼系数按正态分布和均匀分布随机变异时系统的幅频特性、相频特性、实频特性、相频特性曲线的变异规律。4.对单自由度随机参数系统在随机激励下的动力响应谱的变异规律分析。研究质量、刚度、阻尼系数按正态分布随机变异时随机系统在随机激励下动力响
论文目录:
1 绪论
1.1 问题的提出
1.2 随机参数结构模态分析研究现状
1.2.1 随机参数结构分析的发展与研究现状
1.2.2 模态分析的应用研究现状
1.3 本文的主要工作
2 随机参数结构的模态参数模型的研究
2.1 单自由度随机参数系统的谐振频率及阻尼比
2.1.1 刚度随机时系统的谐振频率
2.1.2 质量随机时系统的谐振频率
2.1.3 阻尼系数随机时系统的谐振频率
2.1.4 物理参数同时随机变异时系统的谐振频率
2.1.5 物理参数分别随机变异时系统的阻尼比
2.1.6 物理参数同时随机变异时系统的阻尼比
2.2 二自由度随机参数系统的模态参数模型的研究
2.2.1 二自由度随机参数系统的模态参数的变异性分析
2.2.2 二自由度随机参数系统的模态参数与物理参数的相关分析
2.3 多自由度随机参数系统的模态参数模型的研究
2.3.1 多自由度随机参数系统的模态参数的变异性分析
2.3.2 多自由度随机参数系统的模态参数与物理参数的相关分析
2.4 本章小结
3 单自由度随机参数系统频率响应函数的分析
3.1 基本理论
3.1.1 频响函数的控制方程
3.1.2 随机参数系统频响函数变异性描述
3.2 物理参数独立随机变异时的幅频特性与相频特性
3.2.1 刚度随机时的幅频特性与相频特性
3.2.2 质量随机时的幅频特性与相频特性
3.2.3 阻尼系数随机时的幅频特性与相频特性
3.3 物理参数独立随机变异时的实频特性与虚频特性
3.3.1 刚度随机时的实频特性与虚频特性
3.3.2 质量随机变化时的实频特性与虚频特性
3.3.3 阻尼系数随机时的实频特性与虚频特性
3.4 物理参数同时随机变异时的幅频特性与相频特性
3.4.1 变异规律分析
3.4.2 幅频特性与随机物理参数的相关分析
3.4.3 相频特性与随机物理参数的相关分析
3.5 物理参数同时随机变异时的实频特性与虚频特性
3.6 本章小结
4 单自由度线性随机参数系统对随机激励的响应分析
4.1 基本理论
4.1.1 复合随机振动的响应统计量
4.1.2 描述振动响应变异的特征量选取
4.2 物理参数独立随机变异时线性系统对随机激励的响应分析
4.2.1 响应均值的变异性
4.2.2 刚度随机时系统响应的功率谱和方差分析
4.2.3 质量随机时系统响应的功率谱分析
4.2.4 阻尼系数随机时系统响应的功率谱分析
4.3 物理参数同时随机变异时线性系统对随机激励的响应分析
4.4 本章小结
5 随机参数结构的复合随机振动分析
5.1 随机参数结构振动模型的数学描述
5.1.1 随机过程与随机场
5.1.2 完全描述
5.1.3 相关描述
5.2 随机参数结构的频率响应函数分析
5.3 随机参数结构复合随机振动的分析
5.3.1 一个随机样本振动响应的频域统计特性
5.3.2 复合随机振动响应分析
5.4 复合随机振动响应的模态分析法
5.5 本章小结
6 随机参数结构的模态分析理论在工程中的应用
6.1 工程问题背景
6.2 多绳摩擦提升系统的动态测试
6.2.1 测点的选择
6.2.2 传感器的选择
6.2.3 主要特征频率
6.2.4 振动测试结果及分析
6.3 多绳摩擦提升系统的随机模态分析
6.3.1 提升机转轴组件系统的随机模态分析
6.3.2 提升机转轴组件系统的随机响应分析
6.4 井塔振动的随机模态分析
6.4.1 井塔的随机模态分析
6.4.2 机房大厅楼板的振动分析
6.5 提升机系统的动态特性及振动故障诊断结果
6.6 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
作者简介
致谢
发布时间: 2005-08-30
参考文献
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