结构的自由-自由模态参数提取的方法的研究.pdf

国内图书分类号: 国际图书分类号: 工学硕士学位论文结构的自由-自由模态参数提取的方法研究 硕士 研究生: 刘庆 导师: 孙毅教授 申请 学位: 工学硕士学科、专业: 固体力学所在单位: 航天学院航天科学与力学系答辩日期: 2006 年6 月授予学位单位: 哈尔滨工业大学 Classified Index: .: Dissertation for the Master Degree in Engineering THE STUDY OF EXTRACTION OF STRUCTURAL FREE-FREE MODES Candidate: Liu Qing Supervisor: Prof. Sun Yi Academic Degree Applied for: Master of Engineering Specialty: Solid Mechanics Affiliation: Dep. of Astronautics and Mechanics Date of Defence: June, 2006 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要模态试验边界转换的问题,始终是航空航天界关心的课题之一。大型运载器的尺寸和重量太大,无法在原有的试验塔和老的支承系统条件下进行自由—自由模态试验,被迫将运载器支承在某刚性或具有一定弹性的基底上, 进行约束状态的模态试验。这样就要求,从约束试验数据提取到自由状态的模态参数。但是对于此方法的研究才刚刚起步,无论从试验还是理论都有待于提高,因此,对于此问题的研究有其重大意义。基于以上考虑,本文从多自由度结构特征方程出发,针对不同的边界条件,考虑张德文方法和一种通用矩阵摄动方法两种基本理论方法,并编制了相应的程序。与此同时,我们针对不同的有限元模型对两种基本理论进行了深入的数值模拟研究,并且对模拟结果进行了比较分析,得出它们在不同的支承条件下各自的特点。最后利用模型修正技术对理论方法进一步优化。同时,本文对我校力学实验室的悬臂梁结构和机翼模型两种结构进行了模态试验,并对试验进行了详细研究以及对试验数据进行处理。利用 Guyan 静态缩聚法和向量扩充法等方法进行自由度匹配,利用张德文法提取基于约束状态下模态试验的自由结构的模态参数。最后将其与数值模拟结果进行对比分析。结果表明,本文所提出的利用约束试验数据提取自由结构模态参数不失为一种解决大型运载器结构动特性的有效途径。关键词 试验边界转换;自由—自由模态; 张德文法;摄动法;模态试验- I - 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 Abstract For the problem of the mode test boundary tran sformation, it has been one of the topics concer ned in aviation and spaceflight field all the time. The large scale mother vehicle size and the weight are too big to carry out free-free mode test under the original experimental tower and the old supporting system condition, so as to pelled to have the structure supporti ng in some rigidity or the certain elastic basis, and carry on the mode test in the restraint condition. Therefore it is required to extract modes of free-free structure from constrained test data. But it just started regarding this method research, and was needed to be improved not only test but al so theory, therefore, it has great significance for this question research. On the basis of the consideration of the a