摘要:从经济性和维修性的要求出发,保证飞机结构在使用寿命期间内,在规定的工作条件下完成规定的功能后,因疲劳断裂失效的可能性(失效概率)减至最低程度。为了满足经济寿命的要求,科学地确定飞机结构的目标设计寿命,将安全寿命设计与损伤容限设计有机结合,以此建立飞机结构经济寿命耐久性模型,合理地制定检修周期,既能做到充分挖掘飞机结构潜力,又能保障个体飞机结构安全。将飞机结构安全寿命可靠性设计发展为飞机结构经济寿命可靠性设计,为飞机长寿命、高可靠性和低成本的目标研制构建了理论框架。

摘要:在振动主动控制中,基于加速 度测量信号,并考虑滤波器群时延引入的时滞,研究了一种时滞控制器设计方法。采用等维方法和状态导数反馈思想,提出一种速度加速度时滞反馈控制器的设计方法。该控制器不含位移信号,可省去两次数值积分和去直流分量、趋势项这两个过程,并可避免由两次数值积分带来的累积误差。以粘帖有压电陶瓷和加速度传感器的智能梁为控制对象,采用该控制器控制 其自由振动,并与速度加速度反馈控制效果进行比较。仿真结果表明,当采用速度加速度反馈直接控制时滞系统时,若时滞超出其稳定区间,该方法失效,而速度加速度时滞反馈控制方法则具有良好的控制效果。

摘要:为避免人为选择平均周期和线性区间所带来的计算不准,在分析小数据量法计算最大Lyapunov指数的基础方法之上,提出平均周期和计算最大Lyapunov指数线性区域的确定方法。仿真算例表明，所提出的方法可以快速便捷地实现小数据量法计算最大Lyapunov指数。

摘要:以实现大型水压机特殊环境下立柱应力的高可靠性监测为目的,提出一种新型的水压机立柱应力测试系统。该系统基于“测位式”应力测试思想,利用非接触式微位移传感器测量立柱的微变形,通过应力应变关系间接求得立柱应力。基于工业现场总线通讯技术,改传统模拟式系统为数字式系统,实现水压机立柱应力测试信号的数字化远距离传输。对新方法进行了系统的试验研究,并实施了工程应用,结果表明,新方法能够替代传统的电阻应变片应力测试方式,实现水压机特殊环境下的立柱应力高可靠性监测功能。最后根据试验研究结果,提出了该方法在实际应用中的若干建议。

摘要:结合转子动力学和数学矢量线性特性,提出一种基于影响系数和滞后角来正确确定振动仪相位测定含义的新方法。首先,利用影响系数法,分析标准脉冲信号与振动信号的导前或滞后关系,以确定出不平衡方向位置；然后,根据滞后角定义,反推振动响应的正高点,计算出反推相位角,找出该角度与实测相位角的关系,从而推出振动仪所测转子同频振动相位的含义；最后,在无任何已知相位参考和比较的情况下,以LMS测试系统所测定的相位,应用该方法进行分析。结果表明该方法操作简单方便,能准确分析出各类振动仪相位测定的含义。

摘要:为提高振动法测量拉索张力的精度,准确描述索力与自振频率的关系,拓展索力测量振动法的适用范围,针对变刚度拉索的横向自由振动及张力测量问题,利用有限差分法及传递矩阵法并将二者相结合推导了拉索有限差分形式的振动方程。在此基础上得到离散系统的元件传递矩阵方程及总传递方程,应用传递矩阵法计算拉索固有频率,通过求解特征方程建立了索力与振动频率的关系。通过对实际工程的测试结果分析表明,该方法具有准确、实用和易编程的特点,能满足工程应用要求。

摘要:幅值门限法对于大误差及超数量级的异常数据具有良好的识别性,而梯度门限法对于小幅值的奇异点检测能力强。针对这一特点,分析比较了幅值门限法与梯度门限法在剔除异常载荷数据过程中的优劣特性,提出联合应用这两种方式来实现对奇异信号的处理,并以装载机传动系为例给出了异常载荷数据剔除的过程及结果,避免了基于假定样本数据服从某种典型概率分布,利用标准差剔除异常数据的方法存在的固有局限性,可以快速、准确地剔除不同概率分布下的样本异常数据。

摘要:提出了一种基于经验模式分解的结构损伤预警方法。首先，将结构反应信号用经验模式分解方法分解成一系列固有模态函数；然后，利用固有模态函数在结构损伤前后的能量分布变化来表征结构因损伤引起的动力特性改变；最后，计算结构的损伤预警指标。应用该方法对健康监测Benchmark模型结构进行分析,采集模型在锤击激励下结构损伤前后的动力响应,计算了结构损伤预警参数及其损伤预警指标。试验数据分析表明,基于经验模式分解的结构损伤预警指标具有良好的损伤预警能力,能够准确地判断结构初期损伤的发生。

摘要:针对混凝土结构无损检测的需要,提出了一种超声激励脉冲产生的方法。由于超声波信号在混凝土中衰减快,为了提高检测系统的探测能力,增强回波信号,提高超声激励脉冲 幅值,采用一种高频继电器实现了电磁脉冲源,并通过水和混凝土两种不同介质的无损检测试 验验证其可用性。为了实现混凝土结构的高效精细检测,采用波包分解技术对检测数据处理分析,通过合成孔径技术成像,研制了系统样机。不同混凝土结构试块的检测成像试验表 明,系统探测深度可达1m,可以较准确成像显示混凝土结构内部嵌入物的位置。

摘要:提出了一种基于异常识别和多传感器关联分析的桥梁数据复合诊断方法。该方法利用超球面一类支持向量机对传感器数据特征进行异常识别,通过ε-支持向量回归机对多传感器测量值进行位置关联分析,从而判定该传感器数据异常是由外部荷载还是传感器自身故障引起。通过江阴大桥主梁加速度传感器的相关测量数据，表明了该方法的有效性。

摘要:为探索压电主动机敏结构测控单元微型化及高速处理技术,设计开发了一种以ARM和DSP为核心的双核嵌入式控制器;阐述了系统构成与核心部件、系统软硬件设计思路、功能指标和开发过程;通过构建模型结构和试验平台,结合自适应滤波前馈振动控 制算法,进行了压电机敏柔性结构振动主动控制试验。试验结果验证了所设计嵌入式控制器 的可行性和有效性,并在压电机敏结构测控系统微型化方面获得有益结果。

摘要:分析了混凝土梁桥跑车余振信号的特点,提出桥梁自由衰减振动分段幅值估算阻尼比的方法,以提高阻尼比的识别精度。该方法通过对结构余振信号分段截取做FFT变换,利用相邻两块数据的幅值求得其阻尼比。仿真分析比较了该方法与传统半功率点法估算结构阻尼比的精度,结果表明该方法在有限衰减数据长度内精度优于传统半功率点法。利用该方法对某混凝土连续刚构桥的跑车余振信号进行阻尼比识别,得到前两阶竖弯频率对应的阻尼比,识别结果稳定,可作为该桥的实际阻尼比。

摘要:针对车桥耦合振动影响自动化码头集装箱小车低架桥结构安全和使用效率的问题,基于双协调自由界面模态综合法求解了车桥系统在轨道不平顺和轮对蛇形运动自激激励下的耦合振动时域响应，轨道不平顺时程通过Shinozuka一元多维平稳随机过程模拟法从轨道谱生成。用量纲分析法推导了结构动力模型相似条件,设计了试验模型,结合模型试验分析了铅芯橡胶支座、小车速度对车桥耦合振动响应的影响。模型试验与原型仿真结果相互验证表明:模态综合求解车桥耦合振动响应的仿真方法合理;使用铅芯橡胶支座可有效减小车桥加速度响应和支柱反力;车桥加速度响应随着小车速度的增大而增大,系统横向共振临界车速低于竖向车速,临界车速可由简支梁在移动集中力作用下车桥共振条件来估算。

摘要:为设计制作基于土木建筑结构振动控制的高耗能自解耦式磁流变(magneto rheologcal,简称MR)阻尼器,通过对阻尼器设计的关键技术、阻尼器的性能试验及力学模型的参数识别进行研究,得知在副活塞中设置解耦装置可使阻尼器在不同的振幅下具有不同的刚度和阻尼特性，在主活塞中将永久磁场和电流磁场结合起来实现阻尼器的逆向控制的设计思路是可行的，铜制隔磁环的设置保证了磁力线沿理论设计的路径穿行,又使线圈避免与磁流变液的长期接触腐蚀，从而提高其耐久性。通过对阻尼器采用基于反正切函数的MR阻尼器模型进行参数识别,得到了与试验结果吻合的MR阻尼器的力学模型。

摘要:为改善结构动力损伤的识别效果,提出了刚度变化指标构架下改进粒子群算法优化的最小二乘支持向量机的结构损伤评估方法。首先，通过由试验技术修正的有限元模型来计算刚度变化指标(stiffness variation index,简称SVI)，并进行损伤定位;然后，在SVI基础上,利用改进粒子群算法优化最小二乘支持向量机的超参数,建立结构损伤评估优化模型,计算损伤大小。将该方法用于起重机主梁的损伤评定,研究结果表明，该方法具有较高的精度和效率,能准确地判断结构的实际性态,是一种有效的评估手段。

摘要:针对风机振动信号的非平稳和非线性特征,提出了一种基于时域信号分析和改进的k-均值聚类算法的故障识别方法。对离心式风机运行中产生的几种非稳态振动故障信号，提取其时域信号的峰峰值、Hurst指数和近似熵参数作为特征向量，采用改进的k-均值聚类算法作为故障分类器，设置转子不平衡、联轴器不对中、风机基座松动、转轴径向摩擦和轴承内圈损坏5种故障。对离心式风机试验的结果表明，3种时域特征能较好地反映各故障之间的差异,改进的k-均值聚类算法与原始的k-均值算法相比分类性能更好,稳定性更强,平均识别率达到88.67％。

摘要:以模态置信度矩阵(modal ass urance criterion简称MAC)、Fisher信息阵和振型误差为优化准则,采用整数编码遗传算法, 探讨了模态挠度法应用中的有限元模型修正和模态挠度计算的传感器优化配置问题。与常用的平分法、有效独立法及基于QR分解的逐步累积法比较,优化配置结果表明,整数编码遗传算法优于上述3种方法。

摘要:针对连续参数型动力吸振器与弹性薄板构成的耦合系统,以功率流理论为基础,结合有 限元方法,分析了连续参数型动力吸振器变阻尼复合梁的吸振特性。与试验结果进行对比可知，变阻尼层复合梁具有吸振频带宽、吸振效果好的特性。为了提升吸振器的吸振效果,通过ANSYS的优化模块,对连续参数型动力吸振器的吸振性能进行了优化设计, 优化后的吸振器在多个频率段内吸振性能得以提升,验证了优化方法的有 效性。

摘要:为了检测先进复合材料格栅结构(AGS)的损伤所在位置,提出了通过计算结构在 损伤前、后模态曲率差的方法,来进行计算和分析。建立了格栅结构在有约束条件下的有限元模型,通过ANSYS中的模态分析得到模态振型位移值,计算了结构损伤前、后的模态曲率差,通过这一指标对结构的损伤进行辨识,并分析了采用多阶模态的计算效果。结果表明，通过第1阶模态振型模态曲率差的计算,可对单损伤状况做出有效的检测;对于多损伤工况,需使用前3阶模态的曲率差进行分析,才能有效检测损伤的位置。

摘要:针对飞机载荷谱实测数据存储、管理、分析和处理不同机型异构数据的需要,提出了基于VC++的数据可视化处理方法,将具体应用划分为底层数据层、中间语言层和顶层用户端的3层结构模型,阐述了对应结构模型可视化处理的关键技术，即通用数据接口技术、虚拟 仿真技术和并行计算技术。开发了系统原型,满足飞机载荷谱实测数据处理的需要,并已成功 应用于战斗类飞机、运输类飞机和歼击机等机种飞行实测。实践证明利用数据可视化技术搭建的应用程序提高了数据处理效率,保证数据有效性,为根据载荷谱进行飞机结构定寿和延寿提供了科学有效的辅助分析工具。

摘要:在分析电晕放电激振机理的基础上,基于有限单元法和Newmark积分法建立了输电线路风雨激振有限元分析模型。基于试验和数值分析方法,以输电线型号LGJ-240的相关参数为参考,分别研究了电晕放电离子风的产生及响应、电晕力和风载作用下的瞬态响应和谐响应特性。研究表明, 电晕放电对舞动具有显著作用,并在特定输电线结构条件下,易于与外界风载耦合作用引起 舞动。分析方法和结论可为多风雨区域的特高压输电线路设计、已有线路升级改造以及振动抑制提供必要参考。

摘要:针对引起机内测试系统(BIT)虚警的间歇故障,提出了一种基于经验模态分解(EMD)和隐马尔科夫模型(HMM)的间歇故障诊断方法以抑制虚警。首先对原始信号进行EMD分解,选择能量最大的几个固有模式分量函数(IMF)进行特征提取,作为系统状态的观测值;然后将观测值输入到训练好的HMM中进行决策,求取最大似然概率值作为识别结果。结果表明,利用EMD进行特征提取并与HMM方法相结合能很好地分类出各种状态,有效地诊断出间歇故障。

摘要:针对酒杯型大跨越输电塔结构在塔头节段具有刚度突变的特性,建立了基于模态双指标的损伤定位方法。通过对现有模态指标的对比,提出首先采用振型差指标判断酒杯型输电 塔刚度突变处是否损伤,再利用模态柔度改变率指标定位输电塔其他节段的损伤,以克服单一模态指标易误报警的缺陷。分析了模态识别误差、不完备测点和环境因素对模态双指标方法的影响。采用实塔数值模拟分析的结果表明,该方法能根据环境激励较为准确地识别损伤发生的部位,测试误差、环境等因素对其损伤定位功能的影响较小,为该类塔架结构长期在线健 康监测提供了损伤识别的方法支撑。

摘要:对于机械振动与故障诊断等领域中常见的极高频(接近奈奎斯特频率)信号,传统的离散频谱校正方法存在着较大误差,负频率成分干涉严重是影响其频谱分析精度的重要因素。为提高极高频信号的频谱分析与校正精度,给出了一种计及负频率影响的离散频谱校正新方法。该方法基于Blackman窗,依据离散频谱的周期性并利用局部谱峰附近的3条谱线,建立包含正负频率贡献的离散频谱校正模型,通过对模型的求解获得频率、幅值和相位校正公式。采用频段内扫描的方式对频谱校正公式进行了仿真验证,结果表明所提方法可有效降低负频率成分对极高频信号频谱的干涉影响,提高其频率、幅值和相位校正精度。

摘要:为增强现有PSO算法和协同粒子群优化算法的优化性能,提出了一种改进的协同粒子群优化算法及一种新的协同策略。该算法在进化过程中,将寻优粒子群分解为若干子分群,各子分群粒子利用本分群经验和整个种群经验进行搜索,既能在分群内部不断搜索,不迷失寻优方向,又能周期性地共享整群最优值引导粒子找到最好解。分解为多个子种群有利于维持种群的多样性,有效抑制局部最优现象发生。对经典复杂函数的寻优测试表明，改进算法的鲁棒性、收敛速度、精度及全局搜索能力均优于基本PSO算法。最后将改进算法用于建立基于神经网络的旋转机械故障诊断模型,设计了相应的故障诊断系统。结果表明，基于此算法的故障诊断系统具有诊断精度较高、稳定性能较好等特点。

摘要:基于涡轮叶尖间隙主动控制的需要，初步分析了涡轮叶尖间隙的变化机理,建立了机匣、叶片和转子的简化模型。在此基础上，分别仿真计算转速变化和发动机起动过程瞬态温度下转子的径向变化,讨论了转子在飞行器机动飞行情况下的振动幅值对叶尖间隙的影响。结果表明，转子振动幅值和径向位移对叶尖间隙变化有重要作用。

摘要:根据工程上常见的非平稳随机信号可预测性差、波形不规则等特点,在研究和总结现有端点延拓方法的基础上,提出了一种实用的端点效应抑制方法——极值平移法。该方法以信号端点及其附近极值的特征作为延拓依据,分别在信号两端各添加2个极大值点和2个极小值点,以此达到抑制端点发散的目的。仿真信号和实测响应的分解结果表明，该方法计算效率高,可有效减轻端点效应对经验模态分解(EMD)结果的影响。

摘要:针对风力机许多部件的振动频率很低，振动监测的风电机组远程状态监测受限于网络速度而难以实现的问题，研究了基于多采样率信号处理技术的多机组远程振动监测。通过对风电机组的振动信号进行二次抽样处理,大大减小了包含风电机组振动信息的数据量。仿真分析表明,在现有网络条件下,可实现风电多机组振动数据的广域网传输,进而可实现风电多机组的远程振动监测。

摘要:以单盘对称转子模型为分析对象,分析转子在临界转速点时的振动,导出共振过程的数学模型。提出了两种识别转子阻尼比的新方法:ａ．利用衰减自由振动信号,构造关于其包络的误差函数,通过迭代法使误差函数达到最小来估计阻尼比，该方法相比对数衰减率法可以更加准确地估计转子的阻尼比;ｂ．利用幅频曲线识别转子阻尼比,即根据转子实测的增减速过程振动数据利用最小二乘法预估阻尼比的初值,再利用寻优法确定转子的阻尼比。通过试验检验,证明这两种估计阻尼比的方法能够较有效地解决阻尼比估计不准的实际问题。

摘要:为了研究点支式玻璃板在动态荷载下的性能,基于玻璃板的动态响应理论,利用LS-DYNA有限元程序,对点支式玻璃板在冲击荷载及常规爆炸荷载下的抗爆性能进行分析,讨论了冲击荷载与常规爆炸荷载对点支式玻璃板动力响应的影响,以及玻璃板的动力放大系数及其与荷载峰值之间的关系,并与试验结果进行了对比分析。结果表明:近似于静力加载及冲击荷载下玻璃板的性能响应与试验结果吻合较好;加载时间对玻璃板的动态响应影响显著;不同的荷载作用方式,即冲击荷载和爆炸荷载对点支式玻璃板的位移响应不同;缓解点支式玻璃板支座处孔边应力集中能显著提高玻璃板的抗爆性能。