摘要目的——地面振动测试对于飞机设计和认证至关重要。快速松弛矢量拟合 (FRVF) 和 Loewner 框架 (LF) 最近扩展到机械系统中的模态参数提取,以解决时间和频域技术的计算挑战,用于航空相关结构的损伤检测。设计/方法/方法——FRVF 和 LF 应用于数值数据集以评估噪声稳健性和损伤检测性能。还评估了计算效率。此外,它们还应用于一种新的高纵横比机翼损伤检测基准,将其性能与最先进的方法 N4SID 进行比较。结果——FRVF 和 LF 可有效检测结构变化;LF 表现出更好的噪声稳健性,而 FRVF 的计算效率更高。实际意义——建议在有噪声的测量中使用 LF。原创性/价值——据作者所知,这是首次应用 LF 和 FRVF 提取航空相关结构中的模态参数的研究。此外,还介绍了一种新型高纵横比机翼损伤检测基准。
2.1.2 模态分析假设模态分析源于结构动力学理论,该理论提供了获取振型和参数的条件和要求。以下一组假设是模态分析的基本假设 [7]:• 系统是线性的• 系统是时不变的• 系统是可观测的如果系统是线性的,则结构对任何输入力组合的响应等于每个单独输入力的响应之和。为了使系统具有时不变性,模态参数(固有频率、阻尼和振型)必须与时间无关或为常数。如果系统是可观测的,则输入和输出测量值包含足够的信息来准确表征系统的行为 [8]。由于非线性行为,具有松散部件的结构不是完全可观测的。如果这些假设对结构成立,则 GVT 将产生线性结构动力学理论预测的结果,并且可以找到模态参数和振型。
2.1.2 模态分析假设 模态分析源于结构动力学理论,该理论提供了获得模态形状和参数的条件和要求。以下一组假设是模态分析的基本假设 [7]: • 系统是线性的 • 系统是时不变的 • 系统是可观测的 如果系统是线性的,则结构对任何输入力组合的响应等于每个单独输入力的响应之和。为了使系统具有时不变性,模态参数(固有频率、阻尼和模态形状)必须与时间无关或为常数。如果系统是可观测的,则输入和输出测量包含足够的信息来准确表征系统的行为 [8]。由于非线性行为,具有松散组件的结构无法完全观测。如果这些假设对结构有效,则 GVT 将产生线性结构动力学理论预测的结果,并且可以找到模态参数和模态形状。
高级分析工具结合了基于时间和频域的模态分析和曲线拟合技术,包括 Simcenter Testlab Polymax 模态参数识别软件。您可以在数据采集的同时运行操作挠度形状或模态分析。初步模态结果可帮助您验证数据质量并当场获得有价值的见解。模式动画可立即显示缺失的测量值或不正确的校准值,而初步模态形状可以向您显示需要额外测量点或不同激励位置的位置。
该系统的一个主要应用是能够比较和更新有限元模型 (FEM)。为此,可以通过通用文件格式数据传输将所有测量点的完整光谱数据文件导出到实验模态分析程序,其中可以根据测量的传递函数计算模态参数(自然模态形状、特征频率和模态阻尼)。在这种情况下,使用了 TechPassion 的模态分析程序 VMAP。它提供 Polytec 二进制文件格式的本地导入,而无需事先转换为通用文件格式。可以在 [5, 6] 中找到类似的例子。可以将模态形状和特征频率与从模拟计算出的值进行比较,并且可以将模态阻尼添加到 FEM。现在可以将 FEM 调整到真实结构,并使用 VMAP FE 模型更新工具得出改进的模型。
8 MAC 分析 该系统的一个主要应用是能够比较和更新有限元模型 (FEM)。为此,可以通过通用文件格式数据传输将所有测量点的完整光谱数据文件导出到实验模态分析程序,在该程序中可以根据测量的传递函数计算出模态参数(固有模态形状、特征频率和模态阻尼)。在本例中,使用了 TechPassion 的模态分析程序 VMAP。它提供 Polytec 二进制文件格式的本地导入,而无需事先转换为通用文件格式。在 [5, 6] 中可以找到类似的示例。可以将模态形状和特征频率与从模拟计算出的值进行比较,并且可以将模态阻尼添加到 FEM。现在可以将 FEM 调整到真实结构,并可以使用 VMAP FE 模型更新工具得出改进的模型。
摘要。在许多工程应用中,结构的振动分析需要设置大量传感器。这些研究大多在后处理中进行,并基于线性模态分析。然而,许多研究的设备强调模态参数取决于振动水平非线性,并使用加速度计等传感器来修改设备的动态特性。这项工作提出了一种基于实时识别非线性参数(固有频率和阻尼)的模态测试的重大发展,这些参数以线性模态为基础进行跟踪。这种方法称为运动学-SAMI(用于多传感器同化模态识别),首先在已知非线性的数值情况下进行评估,其次在具有非接触式测量技术(高速高分辨率摄像机)的经典悬臂梁框架中进行评估。最后,讨论了该方法的效率和局限性。
摘要:本研究论文的框架涉及一种称为“颤振”的现象,这是一种众所周知的动态气动弹性不稳定性,由结构振动和非定常气动力相互作用引起,振动水平可能引发较大振幅,最终导致飞机在几秒钟内发生灾难性故障。颤振预测和颤振清除是飞机设计、开发和认证过程中的主要问题。因此,认证必须保证飞机在整个飞行包线内没有颤振。在 FLEXOP(无颤振飞行包线扩展以提高经济性能)项目框架内,已经实施了一种频域中仅输出的操作模态参数估计算法,用于监测气动弹性模式的演变,从而几乎实时地监测颤振。因此,已经生成了 FLEXOP 飞机的集成气动弹性仿真模型。
Sigma Gamma Tau 国家航空航天荣誉协会,1988 年 Tau Beta Pi 国家工程荣誉协会,1987 年 金钥匙国家荣誉协会,1986 年 美国杰出大学生国家荣誉协会,1986 年 Alpha Lambda Delta 国家新生荣誉协会,1986 年 工程经验 Dynacs Engineering(德克萨斯州休斯顿) 1997 年 2 月 - 2000 年 6 月 职位:结构动力学工程师 国际空间站兼职工程支持,侧重于结构建模和环境预测。编程包括 C、FORTRAN、NASTRAN 和 Matlab。平均每周投入时间 10 小时。 诺斯罗普·格鲁曼公司(德克萨斯州休斯顿) 1994 年 9 月 - 1996 年 6 月 职位:结构动力学工程师 负责 NASTRAN 分析以支持空间站微重力 AIT,包括使用 NASTRAN 进行特征解、瞬态时间模拟为实验室和散热器流体回路的新型流体动力学模拟做出了贡献,以评估它们对微重力要求的影响。 麻省理工学院(马萨诸塞州剑桥)1992 年 9 月 - 1992 年 11 月 职位:工程顾问 负责设计和计算机分析将在 NASA 兰利亚音速风洞中测试的可变几何机翼的组件。使用 ADINA 在 MIT 的 Cray 上执行结构建模。 美国空间服务公司(德克萨斯州休斯顿)1988 年、1989 年夏季 职位:工程实习生、员工工程师 职责包括小型运载火箭的结构分析和车辆开发。由于该公司规模较小,职责多种多样,从推进分析到结构设计。 出版物 Patrick CW、Xheng B、Wu X、Gurtner G、Barlow M、Kountz C、Chang D、Schmidt M、Evans GRD。 “Muristerone A 诱导神经生长因子从基因工程人类真皮成纤维细胞释放用于外周神经组织工程。”Tissue Eng 2001 年 6 月;7(3):303-311。Orgill DP、Butler C、Regan JF、Barlow MS、Yannas IV、Compton CC。“血管化胶原-糖胺聚糖基质提供真皮基质并改善培养上皮自体移植的吸收。”Plast Reconstr Surg 1998 年 8 月;102(2):423-9。Orgill DP、Solari MG、Barlow MS、O'Connor NE。“有限元模型预测皮肤接触烧伤的热损伤。”J Burn Car Rehabil 1998 年 5 月-6 月;19(3):203-9。 Crawley EF、Barlow MS、van Schoor MC、Masters B、Bicos AS。“零重力条件下空间结构模态参数的测量。”AIAA 制导、控制与动力学杂志,1995 年 5 月至 6 月,第 385-394 页。Crawley EF、Barlow MS、van Schoor MC。“空间结构模态参数的变化。”AIAA 航天器与火箭杂志,1994 年。Doebling SW、Hemez FM、Barlow MS、Peterson LD、Farhat C。“通过模型更新选择用于损伤检测的实验模态数据集。”第 34 届 AIAA/ASME/ASCE/AHS 结构会议论文集,结构动力学与材料会议,加州拉霍亚,1993 年 4 月。 Bicos AS、Crawley EF、Barlow MS、van Schoor MC、Masters B。“1g 和 0g 下空间结构的模态参数。”航空航天设计会议论文集,AIAA 93-1115,1993 年 2 月。 Doebling SW、Hemez FM、Barlow MS、Peterson LD、Farhat C。“通过模型更新检测悬挂比例模型桁架中的损伤。”第 11 届国际模态分析会议论文集,佛罗里达州基西米,1993 年 2 月。 Crawley EF、Barlow MS、van Schoor MC。“空间结构模态参数的变化。” AIAA 论文编号 92-2209,发表于第 33 届 AIAA/ASME/ASCE/AHS 结构、结构动力学和材料会议,德克萨斯州达拉斯,1992 年 4 月。Barlow MS、Crawley EF。“零重力下可展开桁架结构的动力学:MODE STA 结果。”空间工程研究中心报告编号 1-92,1992 年 1 月。提交摘要 Barlow MS、Patel K、Snyder N、Zhao J、Heggers JP、Gould LJ、Phillips LG。“冲洗量对污染伤口细菌数量减少的影响。”发表于整形外科研究委员会第 49 届年会,2004 年 6 月。