基于频响函数相关性的灵敏度分析的有限元模型修正

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1、维普资讯http://www.cqvip.com机械i季度2003，25(1)：005—008基于频响函数相关性的灵敏度分析的有限元模型修正UPDATINGFINITEELEMENTMODELBYTHESENSITIVITYANALYSISOFFRFCORRELATIoNFUNCTIONS徐张明沈荣瀛华宏星(上海交通大学振动、冲击、噪声国家重点实验室，上海200030)XUZhangmingSHENRongyingHUAHongxing(NationalKeyLaboratoryofVibration，ShockandNoise

2、，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200030，China)摘要有限元模型的修正对机械结构的动态特性进行准确而可靠的预测是很重要的。利用试验测试和预测的有限元模型计算得到的频响函数(FRF’)，引入两种频响函数相关性的判定标准，提出基于频响相关函数的灵敏度分析的修正方程。数值实例研究结果表明，该方法利用少量的测量数据，即使测试数据含附加噪声，也可在很宽的频率范围内得到接近真实结构的有限元模型修正解。本文的方法可适用于大型复杂结构的模型修正。关键词模型修正频响函数相关性灵敏度有限元中图分类号0

3、327TB123AbstractFiniteelement(FE)modelupdatingisanimportanttooltoimpmvetheaccuracyofallinitialFEmodelSOthatthepre-dictedayn~nicbehaviormatchesascloselyaspossiblethatobservedduringtheexperiment．Twofrequencyresponsefunction(FRF)cor—relationfunctionsareintroduced，andanu

4、paa~salgorithmhasbeendevisedusingtheseusitivityofFRFcorrelationfunctionswithre-specttotheselecteddesignparameters．NumericalresultsindicatethatthismethodcanbedefinedforanynumberofFnFsandupdatingfrequencyrange，andisrobustagainstmeasurementnoise．1'hismethodCanalsobeprov

5、idedtoupdatelargedampingcomplexstruc-tures．KeywordsModelupth~ag；Frequencyresponsefllnclion；Correction；Sensitivity；FiniteelementmethodCorrespondent：XU删ng，~mail：xuzhangminglin@263．net，Fax：+86—21—62933791Manuscriptreeeived20011128．inrevisedform213020325．结构时调整和验证有限元模型的较好

6、方法。但是通常1引言测量的数据远小于有限元模型的自由度，这种测试的在重要的工程研究中，建立与真实机械结构相一不完备性对大型结构更明显_3j。评价测量值和预测值致的有限元模型是至关重要的，其中借助于灵敏度分的接近程度常采用相关技术，如果测量值和预测的有析的有限元修正方法得到了不断的发展。1968年Fox限元模型的结果相关性好，表明有限元模型描述的系和Kapoor首次提出特征向量灵敏度的计算方法⋯，灵统是合适可靠的。本文利用建立测试和预测的有限元敏度矩阵反映了特征向量对选定的修正参数的变化。模型的频响函数，提出频响函数相关性的灵敏度

7、分析这种基于模态的方法首先要建立预测的有限元模型和方程，以进行有限元模型修正。试验模型之间的特征值、特征向量的残差，在修正过程2频响相关系数的灵敏度分析大多采用修正特征值。与求解特征值灵敏度不同的是，特征向量灵敏度没有封闭形式的解J，其灵敏度矩2．1相关系数的引入阵是病态的。借助于其他的模态扩展方法及Neumann相关系数反映预测和测量的有限元模型匹配程级数展开法等可改善计算的精度，但总体而言，该方法度，这里引入两种表示方法：受测试结果的影响较大。(1)类似于模态判定准则(MAC)，对任意的频率另一种是采用基于频响函数的灵敏度分

8、析方法，点，定义形状相关系数直接利用预测的和测量的频响函数，克服了模态的方(CO)=法需要振型一一对应的缺点，而且修正计算可以在很l{H(CO)){H(CO))I⋯宽的频率范围内进行。该技术被认为是研究真实阻尼({H(∞)T{H(∞)))({H(∞)T{H(∞。