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二维分布动载荷时域识别技术

张勇成  
【摘要】: 已知系统模态参数以及动响应的情况下,动载荷识别技术可以探知未知的动载荷,本文以正交多项式为基础对平面分布的动载荷时域识别问题进行研究。 从切比雪夫正交多项式出发,本文对构造的二维正交多项式进行了正交性及收敛性研究,同时指出此种构造方式具有一般性,可以推广到更高维的加权正交多项式。基于正交多项式理论的动态载荷识别技术主要思想是用正交多项式来拟合动载荷的分布函数,建立系统动响应与正交多项式级数系数之间的联系,利用系统上有限点的响应信息及结构系统的动态特性实现对正交多项式系数的求取,从而完成分布动态载荷的识别。 首先尝试用切比雪夫广义加权正交多项式及构造的二维正交多项式在时域仿真解决简支梁模型上连续分布动载荷的识别问题,对比仿真识别结果,说明所构造的二维正交多项式对于时域解决载荷识别问题在理论上具有可行性,进一步,将梁模型分布动载荷识别的杜哈梅积分离散思想运用到平面板模型上多种形式的时域动载荷识别问题中,计算机仿真算例说明该方法对动响应测量点的位置没有特殊的要求,并其有一定的抗噪声干扰能力,结果证明这是一种有效的动载荷识别方法。 最后,结合有限元软件MSC.Patran Nastran,对面分布动载荷的识别方法在有限元环境下的实现进行了探讨,并设计单边固支边界条件的薄板,对定频面分布动载荷的识别进行试验,结果验证了基于二维正交多项式的面分布动载荷识别方法在理论上的正确性和工程上的可行性和实用性。


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