资源描述：
《一种基于加速度频响函数的动力学模型修正方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、固体力学学报第26卷第3期Vo.l26No.32005年9月ACTAMECHANICASOLIDASINICASeptember2005一种基于加速度频响函数的*动力学模型修正方法121朱凼凼冯咬齐宋海丰(1中国空间技术研究院研究发展部,北京,100094)(2中国空间技术研究院总装与环境工程部,北京,100029)摘要提出了一种基于加速度频响函数的动力学模型修正方法,该方法应用试验测量和计算所得的加速度频响函数矩阵对动力学模型的刚度矩阵、质量矩阵、阻尼系数进行修正,使修正后模型的加速度频响函数与试验测量所得的相一致.该法具有明确的物理意义,
2、数值算例检验了方法的有效性和精度.关键词动力学,加速度,频响函数,模型修正0引言加速度响应数据,为了使航天器动力学模型修正技20世纪70年代以来,国内外研究人员一直在术具有实际的工程意义,必须研究基于加速度频响对有限元模型修正技术进行研究,并提出了许多模函数的模型修正技术.基于这个出发点,本文拟利用[1]型修正方法.如HsinHsenHuang和RoyRCraig航天器振动试验测量所得的和分析计算所得的加速提出了一种基于质量矩阵和刚度矩阵灵敏度的参数度频响函数,研究一种基于加速度频响函数的模型设计型修正方法;MuralidharKV,ThomasKJose
3、ph修正方法,探索航天器动力学模型修正技术在实际[2]等采用试验测量和分析所得的模态数据对有限工程上的应用.元模型进行修正.国内研究人员也一直在对动力学1基于加速度频响函数的修正方法[3]加速度频响函数模型修正方法是一种用振动试模型修正技术进行研究,如钱仲焱和冯培恩提出了一种以试验振动测试和参数辨识的数据为参考的验测量和有限元计算所得的加速度频响函数建立被[9][4]修正参数的估计表达式的方法.有限元模型修正方法;刘晓平等提出了一种基于方法如下:残余力矩阵、灵敏度分析和模糊评判的误差元素定考虑n自由度粘性阻尼系统,在简谐激励下,频位方法,在此基础上他们还提出
4、将误差元素集中于域内输入和输出的关系为一个尽可能小的区域,然后仅利用该区域内的方程[5]X(j)=H(j)F(j)(1)修正误差项的修正方法;李书等基于矩阵反问题式中X(j)为稳态加速度响应;H(j)为加速度频理论,给出了一种动力学有限元模型的修正方法;张[6]响函数;F(j)为简谐激励.令弥和何柏庆提出了一种统一方法,将数学模型设有限元计算模型和试验模型的加速度频响函修正表述为推广的最小二乘法或贝叶斯系统识别问数矩阵为题,可通过优化方法求解.-1jCAKA这些方法从固有频率和振型方面来修正动力学HA(j)=MA--2(2)模型,也称模态法,
5、应用模态法进行模型修正可以使-1修正后模型的固有频率和振型与试验测量所得的相jCtKtHt(j)=Mt--2(3)一致;基于频响函数的模型修正方法可以直接利用计算和测量得到的频响函数进行模型修正,使得修令计算模型的初始矩阵为MA、CA、KA,试验模型正后模型的频响函数与精确的频响函数相一的初始矩阵为Mt、Ct、Kt,对计算模型的MA、CA、KA[7,8]致.航天器振动试验得到的数据是不同测点的进行修正,引入一个小摄动量,有*20040405收到第1稿,20041220收到修改稿.330固体力学学报2005年第26卷Mt=MA+M
6、值,然后由(8)式和(4)式得到修正后的系统矩阵.Ct=CA+C(4)由分析可知,增加采样点数、减小采样时间间隔Kt=KA+K可以提高模型修正精度.又由参考文献[10]可知,增大修正频段可以提高模型修正精度;要使修正后将(4)式代入(3)式可得-1的模型可以重现修正频段内的动态特性,参加修正Ht(j)=(ZA+D)(5)式中的频率点数不得少于修正频段内的模态个数;测试-1数据的完备程度是影响模型修正精度的一个重大因ZA=HA(j)(6)素等.jCKD=--M++2(7)2数值算例当结构比较复杂时,只能测量得到部分信息.在考虑一个三自
7、由度系统,其质量矩阵Mt=diag这种不完备信息的情况下,M,C,K也没有唯一(301515),粘性阻尼系数为Ct=0.035,刚度矩阵解.这里将质量、阻尼、刚度的修正量局部化,利用位Kt=[20000-50000;-50008000-3000;置矩阵将修正量集中体现在测量自由度上,则有0-30003000],将其作为精确模型,由此模型算TTTM=PmP,C=PcP,K=PkP(8)出的加速度频响函数矩阵作为精确值.式中m、c、k均为rr阶的实对称矩阵,r为测量自现分别给Kt、Mt、Ct一个误差参数,建立一个待nr由度数目,PR称之为位置
8、矩阵,它是由n阶单修正的模型,如KA=
