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模态分析技术及其软件的研发

袁兰  
【摘要】:模态分析与参数辨识是振动工程领域一个重要的分支,是结构动态设计、振动控制、减振消振以及利用振动信号的状态检测和故障诊断的基础。模态分析软件则是利用实际工程测试数据进行结构模态参数辨识的一款可视化实用性软件。 本文着重研究基于频响函数的正交多项式曲线拟合模态参数辨识的方法,设计并开发模态分析软件,本文的主要内容如下: 第一章阐述模态分析技术及模态分析软件在国内外的发展概况,阐述本文的研究目标和意义,提出本文的研究内容和研究方法。 第二章介绍模态分析的基本理论及频域模态参数辨识的基本方法,并对参数辨识算法进行扩展,提出求解模态参数的具体方法,并用Mathematica仿真验证傅氏域离散正交多项式进行曲线拟合的正确性。 第三章介绍模态分析系统的构建框架,包括硬件系统和软件系统的构建框架。介绍硬件系统的三大组成部分,并对软件系统进行分析与设计。 第四章介绍模态分析软件的具体设计方案和开发过程,软件功能包括三维结构建模、模态参数辨识和结构运动仿真驱动三大模块。介绍模态分析软件的开发工具Visual C++语言,并结合图形编程接口OpenGL来开发结构建模和结构数据驱动模块。介绍利用参数辨识算法进行模态分析模块的具体开发。 第五章介绍模态分析软件的验证,通过实验案例,将本软件的分析结果与ANSYS有限元分析结果进行对比,证明本软件的正确性和有效性。 第六章对全文进行总结,对后续工作进行展望。


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