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基于运行模态分析的板架结构模态识别研究
| 论文题名： | 基于运行模态分析的板架结构模态识别研究 |
| 关键词： | 船舶振动;板架结构;模态识别;运行模态分析 |
| 摘要： | 在传统试验模态分析中，需要同时测量结构的激励信号和响应信号，利用测得的激励数据和响应数据得到频响函数从而完成模态参数的提取，在此过程中，结构处于非工作状态，所受激励为人工激励。随着船舶的大型化发展，设计并制造出能够激起全船振动的激励设备愈发困难，船舶在工作状态下受到的激励能够激起全船振动，但其信号无法准确获取。运行模态分析可解决上述困境，它只需利用结构响应信号即可进行结构模态识别，从而允许结构在工作状态下进行模态试验。本文研究工作如下： 根据自然激励法（NExT）理论，当结构所受激励为白噪声激励时，测量得到的结构两测点间响应的互相关函数和脉冲响应函数表达式相似，应用 NExT-ERA模态识别理论模型，给出NExT-ERA法的模态参数识别流程。 对传统试验模态分析理论进行简单地推导，并给出利用频响函数的峰值拾取法，即 EMA-PP法，进行模态参数识别的流程。当结构所受激励为白噪声激励时，测量得到的结构两测点间响应的互功率谱密度函数与频响函数表达式相似，应用 OMA-PP模态识别理论模型，给出OMA-PP法的模态参数识别流程。 对板架进行多点力锤法传统模态试验，利用模态软件获得模态参数，同时对板架进行仿真分析，在Ansys中建立仿真模型，采用刚性域模拟焊缝，获得仿真分析模态结果。对比传统模态试验结果与仿真分析结果，探讨其差异的原因。在后续的运行模态分析中，将传统模态试验结果作为参考解展开对比分析。 以脉冲激励运行模态试验为例，详细地阐述了NExT-ERA法、OMA-PP法的模态识别流程及如何进行模态参数的提取。分别将 NExT-ERA法分析结果、OMA-PP法分析结果与传统模态试验结果进行对比，结果表明NExT-ERA法、OMA-PP法有良好的模态参数识别精度，在模态频率和振型方面有突出的识别效果。给出白噪声激励、扫频激励及组合激励运行模态试验的NExT-ERA法、OMA-PP法分析结果，并将其与传统模态试验结果进行对比，结果表明运行模态分析的识别精度良好。 |
| 作者： | 孙乐 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 李威 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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