基于频响特征图的稳健有限元模型修正

1

作者 王震宇 何成 +3 位作者 陈卫婷 张相南 王占一 何欢 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3577-3590,共14页

航空航天工程领域对飞机的性能指标和技术要求越来越苛刻,传统方法在处理大规模及多工况的有限元模型修正问题时面临诸多挑战,当前深度学习技术的快速发展为有限元模型修正提供了新的思路.频响函数囊括了结构的所有动态特性信息,基于频... 航空航天工程领域对飞机的性能指标和技术要求越来越苛刻,传统方法在处理大规模及多工况的有限元模型修正问题时面临诸多挑战,当前深度学习技术的快速发展为有限元模型修正提供了新的思路.频响函数囊括了结构的所有动态特性信息,基于频响函数的方法是当前有限元模型修正研究的热点问题.传统的基于频响函数的模型修正方法存在频率点选择、灵敏度矩阵数值异常、抗噪性差和耦合模态难以处理等问题,为此提出一种基于频响特征图的稳健模型修正方法.该方法借助贝叶斯卷积神经网络(Bayesian concolational neural network,BCNN),将模型修正转化为正问题进行研究.BCNN的输入为若干条频响函数经处理和整合形成的频响特征图,其输出为需要修正的模型参数.贝叶斯框架能够减少神经网络在小数据集上的过拟合现象,使训练具有更强的鲁棒性,进而增强了频响特征图和模型参数之间复杂映射关系的拟合准确性.基于频响特征图的方法不仅具备传统基于频响函数的方法的优点,如无需模态识别和模态匹配,可同时修正结构参数和阻尼等,还显著地提升了修正效率和抗噪性.文章首先以数值仿真为例,证明了该方法相较于经典的基于频响的迭代方法具有更准确的修正精度和更强的抗噪性,且对于多钟不同工况的修正更具有效率.然后以包含6根加强肋的钛合金壁板为例对该方法进行实验验证,证明了该方法在工程复杂结构中的有效性. 展开更多

关键词 频响函数 模型修正 贝叶斯卷积神经网络 频响特征图 抗噪性

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用互相关函数进行环境激励下的模态分析 被引量：20

2

作者 郑敏 申凡 +1 位作者 陈怀海 鲍明 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期535-537,共3页

对互相关函数理论的进一步发展作了详细推导 ,探索出一条将互相关函数理论同多种经典模态分析方法相结合进行环境激励下模态分析的方法。以一悬臂梁为试验模型 ,在白噪声激励下将互相关函数代替脉冲响应函数用于多参考点复指数法和特征... 对互相关函数理论的进一步发展作了详细推导 ,探索出一条将互相关函数理论同多种经典模态分析方法相结合进行环境激励下模态分析的方法。以一悬臂梁为试验模型 ,在白噪声激励下将互相关函数代替脉冲响应函数用于多参考点复指数法和特征实现算法进行模态识别 ,并同功率谱峰值法结果进行了对比。研究表明 。 展开更多

关键词 环境激励 互相关函数 结构 模态分析 飞行器

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种仿蝗虫腿空间缓冲吸附机构缓冲参数研究 被引量：5

3

作者 李龙 葛泽宇 +1 位作者 田应仲 张泉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1090-1098,共9页

针对空间机器人在太空高速工况下,难以平稳地着陆且黏附在目标航天器表面的问题,提出了一种仿蝗虫腿非合作空间缓冲吸附机构。为了得到机构最优的缓冲参数,使得其与目标航天器碰撞时不发生回弹且减小碰撞力以保护自身,提出了空间缓冲吸... 针对空间机器人在太空高速工况下,难以平稳地着陆且黏附在目标航天器表面的问题,提出了一种仿蝗虫腿非合作空间缓冲吸附机构。为了得到机构最优的缓冲参数,使得其与目标航天器碰撞时不发生回弹且减小碰撞力以保护自身,提出了空间缓冲吸附机构碰撞缓冲的动力学模型,该模型研究方法基于连续碰撞力方程。通过对空间缓冲吸附机构的腿部胫节、股节以及整机的受力分析,求得其不同受力工况下的动力学方程。采用线性弹簧阻尼结构等效空间缓冲吸附机构碰撞缓冲过程,建立空间缓冲吸附机构碰撞动力学模型,并结合实际碰撞缓冲参数设计出空间缓冲吸附机构碰撞过程的刚度系数和阻尼系数。最后利用动力学仿真进行校验,结果表明用此方法,机构所受碰撞力大幅减小且不发生回弹,证明了方法的合理性。 展开更多

关键词 仿蝗虫腿 空间缓冲吸附机构 缓冲参数 碰撞动力学 着陆缓冲

在线阅读 下载PDF 职称材料

飞机异常动载荷快速定位的深度神经网络方法

4

作者 梁舒雅 徐昕炜 +2 位作者 杨特 王乐 杨智春 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1651-1659,共9页

飞机在服役中往往处于复杂多变的动载荷环境,动载荷定位是需首要解决的问题。本文针对飞机结构多种常见且易引起异常振动的动载荷定位需求,结合深度神经网络,建立了一种面向飞机结构的异常动载荷快速定位方法。采用长短期记忆(Long Shor... 飞机在服役中往往处于复杂多变的动载荷环境,动载荷定位是需首要解决的问题。本文针对飞机结构多种常见且易引起异常振动的动载荷定位需求,结合深度神经网络,建立了一种面向飞机结构的异常动载荷快速定位方法。采用长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络构建可以精确描述结构所受动载荷的作用位置与振动响应间对应关系的逆向隐式函数模型,提出了基于LSTM神经网络分类模型的动载荷定位技术。建立了简化的全机结构有限元模型,对飞机在实际飞行中可能遇到的几个典型动载荷工况进行了模拟,准确完成了对动载荷的定位,并对所建立深度神经网络的抗噪性、鲁棒性进行了研究。仿真结果表明,所提方法对多种载荷工况下的动载荷位置可以进行准确识别,且在10 dB的测量噪声水平和2.8%的参数摄动下仍能保持较高的定位准确率。 展开更多

关键词 动载荷定位 深度神经网络 LSTM神经网络 飞机结构 反问题

在线阅读 下载PDF 职称材料

导弹挂架载荷标定试验与模型求解 被引量：8

5

作者 周福强 张书明 阎楚良 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期221-224,共4页

根据飞机导弹挂架结构分析与实际受力情况,在导弹挂架受载结构部件处粘贴应变传感器。通过地面加载标定以及试验数据分析处理,建立导弹挂架载荷输入与应变输出本构方程关系式,得到导弹挂架在实际飞行过程中的载荷—时间历程,对导弹挂架... 根据飞机导弹挂架结构分析与实际受力情况,在导弹挂架受载结构部件处粘贴应变传感器。通过地面加载标定以及试验数据分析处理,建立导弹挂架载荷输入与应变输出本构方程关系式,得到导弹挂架在实际飞行过程中的载荷—时间历程,对导弹挂架的结构设计与优化、寿命估算和地面模拟试验具有参考意义。 展开更多

关键词 导弹挂架 标定 载荷方程 传感器

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种满足结构动态特性要求的支持元件设计方法 被引量：2

6

作者 向锦武 周传荣 +2 位作者 成志清 欧阳旭坡 李建华 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 1994年第5期594-601,共8页

对支持元件在结构动态特性设计中的重要性作了深入分析，提出了一种利用给定的固有频率、非完全的振型数据设计支持元件，使结构系统满足动态特性要求的支持元件设计方法。文中将支持元件的质量、刚度矩阵表示成设计变量的函数，根据要... 对支持元件在结构动态特性设计中的重要性作了深入分析，提出了一种利用给定的固有频率、非完全的振型数据设计支持元件，使结构系统满足动态特性要求的支持元件设计方法。文中将支持元件的质量、刚度矩阵表示成设计变量的函数，根据要求的固有频率，已知支持情况的结构有限元模型，用简单的插值法获得了支持元件设计变量的初值；再设计过程中，为了避免振型数据不全的矛盾，采用聚缩模型的形式依据正交条件构造误差函数，用约束变尺度优化方法获得支持元件的最终设计结果。误差函数的梯度用差分法计算。最后详细给出了该方法在某型飞机机翼颤振吹风模型支持元件设计时实际应用的全过程，结果表明效果良好。 展开更多

关键词 边界条件 动态特性 颤振模型 飞机 结构振动

在线阅读 下载PDF 职称材料

边界层减阻研究综述 被引量：5

7

作者 李克文 连淇祥 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第4期68-76,共9页

阐述了目前边界层减阻研究中的一些主要方法、手段及其原理,介绍了国内外对边界层减阻研究和应用的状况,指出了其中存在的一些问题,分析了今后减阻研究和应用的趋势。文中也包括了作者的一些观点和看法。

关键词 边界层 减阻 能源 运输工具

在线阅读 下载PDF 职称材料

铝锂合金2198-T8机身整体搅拌摩擦焊接壁板的疲劳性能研究 被引量：4

8

作者 马玉娥 刘宝琪 赵振强 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期98-102,共5页

采用铝锂合金2198-T8,对未来搅拌摩擦焊接机身整体壁板的结构形式进行了设计,并把机身整体焊接壁板的结构形式简化为2种典型试验构型。采用中子衍射方法测得铝锂合金2198-T8单焊缝和双焊缝板的残余应力分布,并对2种试验件的残余应力分... 采用铝锂合金2198-T8,对未来搅拌摩擦焊接机身整体壁板的结构形式进行了设计,并把机身整体焊接壁板的结构形式简化为2种典型试验构型。采用中子衍射方法测得铝锂合金2198-T8单焊缝和双焊缝板的残余应力分布,并对2种试验件的残余应力分布进行了研究;对2198-T8母材和2种典型焊接试验件进行疲劳试验,测得不同尺寸的试验件裂纹扩展速率,并进行对比分析。采用ABAQUS软件建立了有限元数值计算模型,计算出2种情况下由残余应力引起的应力强度因子(Kresidual),研究了残余应力对于疲劳各参数的影响,采用Newman闭合模型计算出2种模型的疲劳寿命,并和试验寿命相对比。试验和数值结果表明:双焊缝试件的疲劳寿命比单焊缝试件长4倍;残余应力的存在改变了疲劳参数分布。 展开更多

关键词 铝锂合金 搅拌摩擦焊接 残余应力 疲劳性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

采用频域多参考点模态识别法进行工作状态下的模态识别 被引量：1

9

作者 申凡 郑敏 +1 位作者 陈怀海 鲍明 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期294-297,共4页

针对工程实际情况 ,从实测响应间的互相关函数入手 ,推导出适用于工作状态下的频域多参考点模态识别法 ,然后采用一飞机模型对该方法进行了试验验证。

关键词 频域多参考点模态识别法 模态识别 工作状况 互相关函数 互功率谱密度 未知激励 飞机模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于红外热波方法的液体导弹贮箱剩余壁厚测量 被引量：2

10

作者 金国锋 张炜 +1 位作者 杨正伟 王冬冬 《计算机测量与控制》 北大核心 2013年第5期1254-1256,共3页

为了实现对液体导弹贮箱腐蚀剩余壁厚的快速大面积自动测量,研究了红外热波方法厚度测量的可行性;基于一维热传导理论分析了热波检测的最大温差法和初始时刻法厚度测量方法,并制作了含平底洞的不锈钢材料模拟腐蚀试件,开展了热波检测的... 为了实现对液体导弹贮箱腐蚀剩余壁厚的快速大面积自动测量,研究了红外热波方法厚度测量的可行性;基于一维热传导理论分析了热波检测的最大温差法和初始时刻法厚度测量方法,并制作了含平底洞的不锈钢材料模拟腐蚀试件,开展了热波检测的试验研究;结果表明红外热波方法可以快速检测贮箱的剩余壁厚,但检测结果受三维热传导的影响较大,需要进一步研究修正模型或建立基于三维热传导理论的厚度测量模型,以提高测量精度,实现贮箱壁厚的自动测量。 展开更多

关键词 液体导弹贮箱 剩余壁厚测量 红外热波方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

光纤陀螺随机漂移的建模与实时滤波方法 被引量：2

11

作者 刘鑫 乔彦峰 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2013年第1期129-134,共6页

光纤陀螺的随机漂移具有非平稳和非零均值的特点,传统时间序列分析法必须对原始数据进行预处理后再进行建模,无法满足在线建模的要求。针对这一问题,采用差分自回归移动平均模型和递推最小二乘法相结合的方法对光纤陀螺的随机漂移构建... 光纤陀螺的随机漂移具有非平稳和非零均值的特点,传统时间序列分析法必须对原始数据进行预处理后再进行建模,无法满足在线建模的要求。针对这一问题,采用差分自回归移动平均模型和递推最小二乘法相结合的方法对光纤陀螺的随机漂移构建动态模型,再通过基于该模型的无迹卡尔曼滤波算法对随机漂移实时滤波,并与自适应卡尔曼滤波进行实验对比。实验结果表明,该方法具有较高的滤波精度,能更有效地抑制光纤陀螺的随机漂移。 展开更多

关键词 光纤陀螺 差分自回归移动平均模型 递推最小二乘法 无迹卡尔曼滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

整体壁板三维裂纹应力强度因子计算与分析 被引量：5

12

作者 闫晓中 王生楠 苏毅 《航空工程进展》 2011年第2期205-209,共5页

近年来,整体壁板成为飞机结构设计上一个新的研究方向。针对典型的飞机整体壁板,应用有限元软件ABAQUS建立了含裂纹整体壁板的参数化模型,对裂纹在凸台和筋条中的扩展轨迹进行三维裂纹扩展模拟。分析了裂纹在扩展过程中,凸台、筋条、蒙... 近年来,整体壁板成为飞机结构设计上一个新的研究方向。针对典型的飞机整体壁板,应用有限元软件ABAQUS建立了含裂纹整体壁板的参数化模型,对裂纹在凸台和筋条中的扩展轨迹进行三维裂纹扩展模拟。分析了裂纹在扩展过程中,凸台、筋条、蒙皮中裂纹应力强度因子的变化情况以及凸台、筋条的止裂性能。研究结果对整体壁板的损伤容限设计和评定具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 整体壁板 裂纹扩展 ABAQUS 应力强度因子

在线阅读 下载PDF 职称材料

带止裂筋整体翼梁结构的破损安全分析与试验 被引量：3

13

作者 张博平 郭小华 +1 位作者 史仁义 崔卫军 《航空工程进展》 2014年第1期53-58,共6页

为了研究带止裂筋整体翼梁结构的裂纹扩展特性,采用ANSYS有限元软件对裂纹尖端应力强度因子进行数值计算,对缩比试验件进行疲劳裂纹扩展试验,当裂纹扩展到止裂筋前时进行剩余强度试验。结果表明:在梁缘条和蒙皮断裂情况下,止裂筋能够降... 为了研究带止裂筋整体翼梁结构的裂纹扩展特性,采用ANSYS有限元软件对裂纹尖端应力强度因子进行数值计算,对缩比试验件进行疲劳裂纹扩展试验,当裂纹扩展到止裂筋前时进行剩余强度试验。结果表明:在梁缘条和蒙皮断裂情况下,止裂筋能够降低梁腹板上的应力强度因子幅值,对裂纹扩展起到拟制作用,其能够承担较大的静载荷从而实现破损安全设计,但是用止裂筋阻止疲劳裂纹扩展的效果并不显著;与梁弯曲产生的正应力相比,腹板上的剪应力不足以驱动Ⅱ型裂纹扩展。 展开更多

关键词 整体翼梁 止裂筋 破损安全 裂纹扩展试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

直升机周期振动及导弹发射振动随机性分析 被引量：4

14

作者 张曾锠 瞿张锋 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 1995年第6期726-731,共6页

就直升机振动周期分量的随机性及导弹发射振动的随机性进行了讨论。对周期分量的随机性，采用频域正弦、随机分离技术作统计分析，发现定常飞行状态下，周期分量为确定性量，随机波动由测量和分析噪声引起；非定常飞行状态下，由于流场... 就直升机振动周期分量的随机性及导弹发射振动的随机性进行了讨论。对周期分量的随机性，采用频域正弦、随机分离技术作统计分析，发现定常飞行状态下，周期分量为确定性量，随机波动由测量和分析噪声引起；非定常飞行状态下，由于流场的随机性及旋翼有较大的操纵量变化，周期分量为随机变量，符合正态分布。对导弹发射引起的非平稳随机振动，发现可通过数学建模及滤波分离求得该过程基本的时变数字特征，通过能谱分析可获得对减震装置减震效果的定量评价。 展开更多

关键词 随机信号 随机振动 直升机 振动环境 导弹发射

在线阅读 下载PDF 职称材料

高速旋转飞行器弯-扭-轴向变形耦合与拍振 被引量：2

15

作者 朱怀亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期32-35,共4页

以高速旋转大长径比飞行器为对象 ,考虑发射过程中弹体在各种激励作用下的弯曲、扭转和轴向耦合运动与变形 ,运用Euler_Bernoulli旋转梁理论 ,给出弹体空间运动的一般描述 ,通过Hamilton原理建立飞行器的三维耦合动力学方程 ,并利用参... 以高速旋转大长径比飞行器为对象 ,考虑发射过程中弹体在各种激励作用下的弯曲、扭转和轴向耦合运动与变形 ,运用Euler_Bernoulli旋转梁理论 ,给出弹体空间运动的一般描述 ,通过Hamilton原理建立飞行器的三维耦合动力学方程 ,并利用参数摄动方法和假设振型方法将非线性偏微分方程化为一组线性常微分方程 ,数值模拟并分析了转速、长径比、弯 -扭 -轴向度变形耦合等因素对飞行器瞬态响应的影响 。 展开更多

关键词 变形耦合 拍振 飞行器 动力学 耦合运动 弹性变形 振动控制 空间离散 运动方程

在线阅读 下载PDF 职称材料

仿生变形飞行器多体动力学建模与仿真 被引量：2

16

作者 高峰 蒋国江 +1 位作者 丰志伟 张青斌 《系统仿真技术》 2020年第1期32-36,45,共6页

采用多刚体形式的多体动力模型研究了仿生飞行器的动力学特性。依据鸟类的飞行特性,建立了包含翅根和鸟翼的五刚体简化多体模型,得到了变形运动规律;在定常假设下采用了涡格法估算分析了扑翼-滑翔周期内的气动特性;建立了鸟类飞行拟坐... 采用多刚体形式的多体动力模型研究了仿生飞行器的动力学特性。依据鸟类的飞行特性,建立了包含翅根和鸟翼的五刚体简化多体模型,得到了变形运动规律;在定常假设下采用了涡格法估算分析了扑翼-滑翔周期内的气动特性;建立了鸟类飞行拟坐标形式的拉格朗日多刚体动力学模型。仿真结果表明了所建多体动力学模型的有效性,建模方法亦可应用到其他类似变形飞行器。 展开更多

关键词 变形飞行器 多体系统动力学 涡格法

在线阅读 下载PDF 职称材料

现代薄壳非线性稳定性理论的发展和应用 被引量：22

17

作者 杜启端 《强度与环境》 2002年第1期41-51,58,共12页

本文对现代非线性稳定性理论的发展情况进行了研究和简要总结 ,阐述了非线性稳定性理论发展的三个主要阶段及其基本理论和应用。最后 。

关键词 薄壳结构 非线性稳定性理论 挠度分析 屈曲研究

在线阅读 下载PDF 职称材料

新型粘弹性阻尼器及其模具设计研究 被引量：4

18

作者 江民标 李满福 《直升机技术》 2007年第3期69-72,共4页

本文对新型粘弹性阻尼器的设计计算及模具设计进行了全面的描述和分析,并以某型机相关参数为原始数据走了一个全过程。

关键词 直升机 旋翼 粘弹阻尼器 模具设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于MSC.Nastran/Patran的桁架结构强度自动校核技术 被引量：1

19

作者 杨志斌 尹新剑 林祥祥 《工程与试验》 2017年第1期5-8,共4页

提出一种基于MSC.Nastran/Patran的桁架结构自动生成的方法。该方法在给定梁端点坐标、外部荷载及载荷点坐标、约束点和材料属性的条件下,根据桁架结构的坐标形式,分类定义了梁单元的方向,以空间直线的交点作为梁单元的分界,从而自动形... 提出一种基于MSC.Nastran/Patran的桁架结构自动生成的方法。该方法在给定梁端点坐标、外部荷载及载荷点坐标、约束点和材料属性的条件下,根据桁架结构的坐标形式,分类定义了梁单元的方向,以空间直线的交点作为梁单元的分界,从而自动形成MSC.Nastran的完整有限元模型。通过MSC.Nastran计算,在MSC.Patran平台自动显示计算结果。实际应用表明,此方法在处理桁架结构自动生成的问题上具有可行性和有效性,为试验夹具的设计与定型提供理论支持。 展开更多

关键词 桁架结构 数值仿真 有限元算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

弹性飞行器运动耦合特性分析

20

作者 唐硕 陈士橹 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第3期259-264,共6页

本文由弹性飞行器纵向运动扰动方程,研究了刚体姿态运动与弹性振动的典型耦合机理及特点,给出了运动耦合的稳定准则,以及对应于非耦合系统的响应误差估计.并以实例给予了验证.

关键词 弹性 飞行器 运动耦合 稳定性

在线阅读 下载PDF 职称材料