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5 篇 数值仿真
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12 篇 上海交通大学
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10 篇 东北大学
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8 篇 大连理工大学
8 篇 天津大学
8 篇 哈尔滨工业大学
7 篇 湖南大学
7 篇 中国科学院大学
7 篇 中国空间技术研究...
7 篇 北京航空航天大学
6 篇 华中科技大学
6 篇 北京强度环境研究...

作者

17 篇 曲广吉
12 篇 杨雷
8 篇 王大钧
7 篇 闫军
7 篇 袁俊刚
6 篇 陈璞
6 篇 邹元杰
6 篇 韩增尧
6 篇 王其申
4 篇 丁千
4 篇 刘济科
4 篇 蔡国平
4 篇 陈伟
4 篇 姚振汉
4 篇 穆瑞楠
4 篇 赵海峰
4 篇 邱吉宝
4 篇 郑世贵
4 篇 罗刚
4 篇 刘璐璐

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485 篇 中文
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热振耦合环境TC4钛合金焊接壁板振动疲劳试验研究

热振耦合环境TC4钛合金焊接壁板振动疲劳试验研究

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第十五届全国结构振动与动力学学术研讨会暨第三届全国冲击及防护工程学术研讨会

作者：刘江华梁元吕锦峰赵楠何石航空工业第一飞机设计研究院中国飞机强度研究所

高温环境中的飞机结构为将高温隔离,将壁板结构设计为双层夹心结构,一侧结构位于高温区,一侧结构位于常温区,夹心常用"π"形截面支撑结构。工程中发现"π"形支撑截面角度的微小变化可以改变结构振动疲劳寿命。根据... 详细信息

高温环境中的飞机结构为将高温隔离,将壁板结构设计为双层夹心结构,一侧结构位于高温区,一侧结构位于常温区,夹心常用"π"形截面支撑结构。工程中发现"π"形支撑截面角度的微小变化可以改变结构振动疲劳寿命。根据飞机高温强振区域薄壁结构设计形式,在飞机结构中截取了一部分壁板子结构,为了对比夹层结构支撑角度的变化对振动疲劳寿命的影响,设计了两种角度的"π"形截面夹层支撑,其角度分别为107°和135°。上蒙皮与夹层支撑上部焊接,下蒙皮与夹层支撑下缘条中部抽芯铆钉连接。设计了加热和振动疲劳试验系统,对常温和150℃温度条件下的固有频率、振动响应测试进行了对比,在150℃温度条件下完成了振动疲劳试验。试验结果表明两侧焊缝处最先产生裂纹,随后在试验件中间位置的焊缝产生裂纹。试验结果表明壁板四边固支边界时,两个温度条件下,固有频率的变化较小;在相同加速度载荷谱激励下,壁板应变响应的均方根值相差较小,最大偏差为5.03%;107°支撑角度的"π"形夹层结构的振动疲劳寿命较长。"π"形支撑的夹层结构设计中,其支撑角度应接近于直角,可提高结构抗振动疲劳性能,该结论可以作为飞机结构设计的重要参考。

关键词：热振耦合钛合金振动疲劳焊接薄壁结构夹层结构

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准零刚度可调超结构超低频隔振设计

准零刚度可调超结构超低频隔振设计

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第十五届全国结构振动与动力学学术研讨会暨第三届全国冲击及防护工程学术研讨会

作者：霍柯言袁子豪穆瑞楠王珂赵海峰中国科学院大学航空宇航学院中国科学院空间应用工程与技术中心

振动隔离对于需要精确测量并对干扰高度敏感的科学仪器至关重要,特别是在微重力环境下,如超冷原子干涉仪和静电空间加速计。为了尽量减少低频的微振荡,研究者们开始关注具有准零刚度(QZS)特性和非线性特性的隔离器。具体来说,表现出弹... 详细信息

振动隔离对于需要精确测量并对干扰高度敏感的科学仪器至关重要,特别是在微重力环境下,如超冷原子干涉仪和静电空间加速计。为了尽量减少低频的微振荡,研究者们开始关注具有准零刚度(QZS)特性和非线性特性的隔离器。具体来说,表现出弹性屈曲的结构,如弯曲的梁或薄壁圆顶,已经成为创建QZS隔离器的有希望的候选者,这与传统的方法相反,后者依赖于在较大的占用体积中结合具有正和负刚性的弹簧。以机械超结构的概念设计具有可调控的微观结构和可编程的特性,为实现QZS特性提供了一种新的方法。本文介绍了一种新的机械超结构设计,它使用弯曲的梁将QZS单元安排在线性阵列模式中。最初,基于欧拉梁的余弦配置的QZS单元被建模,并通过仅在低阶模式下控制屈曲来构建分析力-位移关系。使用多谐波平衡方法分析了单个QZS单元的动态响应。随后,创建了具有水平和垂直模式的周期性超结构,并评估了QZS超结构的几何参数和整体响应。还研究了结构阻尼、激励振幅和规定位移对传递特性的影响。使用有限元方法对分析结果进行了验证。总之,这项工作提出了一种新的方法来设计QZS隔振器,利用弹性屈曲结构来实现超低频振动隔离。

关键词：准零刚度机械超结构非线性振动

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利用虚拟轴同步平均的滚动轴承早期故障诊断方法

利用虚拟轴同步平均的滚动轴承早期故障诊断方法

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第十五届全国结构振动与动力学学术研讨会暨第三届全国冲击及防护工程学术研讨会

作者：汤勇黄煜坤卢锦枫冯吴俊张保强罗华耿中国航发湖南动力机械研究所厦门大学航空航天学院

滚动轴承作为"工业的关节",在发电、航空、航天、加工制造等工业场景中被广泛应用。滚动轴承的健康状态对机械设备安全服役的性能有着重要的影响。因此,对轴承早期损伤的有效检测能保障机械设备的服役安全,降低运维成本,因而... 详细信息

滚动轴承作为"工业的关节",在发电、航空、航天、加工制造等工业场景中被广泛应用。滚动轴承的健康状态对机械设备安全服役的性能有着重要的影响。因此,对轴承早期损伤的有效检测能保障机械设备的服役安全,降低运维成本,因而具有很高的经济意义。然而,早期损伤特征具有响应不明显,背景噪声强,损伤特征信息信噪比低等特点,影响早期故障的准确及时检测。为解决这些问题,本文提出一种利用虚拟轴同步平均技术的滚动轴承故障诊断方法。时域同步平均是一种提高与转轴同步相干的信号信噪比的有效技术。但轴承的故障特征信号一般与转轴不同步,所以无法直接使用时域同步平均的方法实现故障特征信息加强与提取。本文在数字域上设计与故障特征信息同步的虚拟轴,并将振动响应信号对虚拟轴实施同步重采集,从而使轴承损伤信息与虚拟轴同步。将时域同步平均技术应用到虚拟轴上,实现了轴承故障信息的增强。数值仿真和实验的结果验证了该方法具有故障诊断的可行性及有效性。同时,利用轴承全寿命周期的数据验证了该方法在对轴承早期损伤诊断的优越性。

关键词：滚动轴承故障诊断时域同步平均虚拟轴振动

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原子级接触、摩擦和磨损的理论计算

原子级接触、摩擦和磨损的理论计算

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第五届全国连接结构动力学学术研讨会

作者：王杨西南交通大学前沿科学研究院

材料的宏观摩擦和磨损性质通常分别由Amonton定律和Archard定律所描述,即摩擦力正比于施加载荷和真实接触面积,而磨损量则正比于施加载荷和滑动距离。然而,不论Amonton定律还是Archard定律在本质上都是经验的总结,人们并不清楚它们所描... 详细信息

材料的宏观摩擦和磨损性质通常分别由Amonton定律和Archard定律所描述,即摩擦力正比于施加载荷和真实接触面积,而磨损量则正比于施加载荷和滑动距离。然而,不论Amonton定律还是Archard定律在本质上都是经验的总结,人们并不清楚它们所描述的摩擦/磨损与载荷等物理量之间线性关系背后的物理和化学起源。另外,纳米摩擦学在近些年获得了高速的发展,人们惊奇的发现有一部分纳米摩擦学实验结果符合Amonton定律以及Archard定律的描述,而另一部分实验结果却不一致,其规律令人捉摸不透。因此,现迫切需要一种可鲁棒地描述纳米尺度下材料磨损规律的非经验定律。为此申请人针对材料原子级摩擦和磨损过程,提出了原子级摩擦/磨损的"两步基元反应假设"(即界面化学键桥的形成和界面键合原子的脱离),然后结合了接触力学和反应速率论成功建立了关于原子级摩擦力和磨损量的理论计算模型(我们称之为"界面键合模型")。界面键合模型指出,原子尺度下摩擦力正比于界面键桥数量而非由宏观接触力学所定义的真实接触面积、Archard定律对于原子级磨损的适用情况取决于真实接触面积与载荷间的关系。随后我们针对两种不同接触状态的非晶碳基薄膜开展了大规模反应立场分子动力学模拟,成功地验证了界面键合模型的有效性。

关键词：原子级磨损界面键合分子动力学模拟非晶碳基薄膜

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螺栓连接状态全生命周期监测及早期松动预警

螺栓连接状态全生命周期监测及早期松动预警

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第五届全国连接结构动力学学术研讨会

作者：秦小舒姜明顺贾磊山东大学海洋研究院香港理工大学生物医学学院山东大学控制科学与工程学院

结构健康监测技术在螺栓连接状态识别方面发挥了至关重要的作用。近年来,用于螺栓松动监测的振动声学调制技术(vibro-acoustic modulation, VAM)因其对接触型缺陷的高灵敏度而受到广泛关注。然而,目前的螺栓松动监测多集中在螺栓头部和... 详细信息

结构健康监测技术在螺栓连接状态识别方面发挥了至关重要的作用。近年来,用于螺栓松动监测的振动声学调制技术(vibro-acoustic modulation, VAM)因其对接触型缺陷的高灵敏度而受到广泛关注。然而,目前的螺栓松动监测多集中在螺栓头部和互连部件松动上,而忽略了早期螺纹松动阶段。这项工作的核心贡献是开发螺栓松动的全生命周期监测,从而在螺纹松动阶段实现更早的预警。首先,采用扫频信号作为探测波以改进VAM技术,克服了检测精度对精确的共振激励的依赖性。其次,基于理论和实验研究,利用所提出的非线性指标,探讨了非线性的机制、性能和对施加扭矩的依赖性。最后,联合非线性指标与线性传输能量参数,实现了螺栓松动的全生命周期监测。结果表明:1)螺纹松动阶段表现出足够敏感的非线性调制指数变化,可以在螺栓头部和互连部件松动之前用于预测螺栓早期松动;2)该非线性指标与扭矩水平非单调相关,与理论一致。所获得的结果将有助于了解不同螺栓预紧力水平下的非线性特征,并进一步提高基于VAM的螺栓早期松动监测的可靠性。

关键词：螺栓松动振动声调制非线性声学全生命周期监测结构健康监测

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基于波模态转换特性的连接结构健康监测——从力学机理到系统实现

基于波模态转换特性的连接结构健康监测——从力学机理到系统实现

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第五届全国连接结构动力学学术研讨会

作者：范雨王文君李琳北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机结构强度北京市重点实验室

准确监测连接结构的状态对保证航空航天结构系统的安全具有重要意义。近来,我们利用不同的连接状态导致的导波模态之间的能量转换特性,实现了对法兰-柱壳结构中个别螺栓早期松动和松动位置的准确监测。具体工作涉及:力学机理阐释、数值... 详细信息

准确监测连接结构的状态对保证航空航天结构系统的安全具有重要意义。近来,我们利用不同的连接状态导致的导波模态之间的能量转换特性,实现了对法兰-柱壳结构中个别螺栓早期松动和松动位置的准确监测。具体工作涉及:力学机理阐释、数值算法开发、波模态环能器设计和连接状态识别模型等四个方面,最终形成了一套实时监测系统。在波动算法方面,改进了Zhong-Williams格式的波有限元算法,确认了连接结构局部状态变化所致的波散射特性的机理。在传感器设计方面,提出了可以选择性激发和传感特定波模态的压电换能器阵列,在方梁和柱壳上进行了实验验证。在连接结构状态识别模型方面,建立了一种内嵌物理信息的神经网络,基于实验测得的36种螺栓松动组合下的252组小样本量数据,首先提取出22种波模态转换物理特征,再对全连接神经网络进行训练。结果表明:波模态之间的能量转换对个别螺栓的早期松动非常敏感,在一个具有8个螺栓的法兰中,某1个螺栓预紧力10%的降低就会导致两种弯曲波模态之间的能量转换变化约33%;以波模态转换为嵌入物理信息训练神经网络,在小样本数据条件下,实现了螺栓松动位置识别高达91.66%的正确率。

关键词：连接结构螺栓早期松动健康监测波模态转换波模态换能器

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用于干摩擦系统动力学分析的全三维接触模型的半解析多阶谐波平衡法

用于干摩擦系统动力学分析的全三维接触模型的半解析多阶谐波平衡...

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第五届全国连接结构动力学学术研讨会

作者：孙赫张大义吴亚光沈庆阳胡殿印北京航空航天大学航空发动机研究院北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机结构强度北京市重点实验室北京航空航天大学中法工程师学院中国燃气涡轮研究院

干摩擦阻尼结构作为有效的减振手段被广泛用于航空发动机领域,但摩擦的非线性和接触界面上的二维平面运动为准确有效地预测结构强迫响应带来挑战。工程中常用的基于准三维接触模型的多阶谐波平衡法虽然效率很高,但无法准确捕捉摩擦界面... 详细信息

干摩擦阻尼结构作为有效的减振手段被广泛用于航空发动机领域,但摩擦的非线性和接触界面上的二维平面运动为准确有效地预测结构强迫响应带来挑战。工程中常用的基于准三维接触模型的多阶谐波平衡法虽然效率很高,但无法准确捕捉摩擦界面上的运动行为。全三维接触模型可以更准确地描述界面的本构关系,但对于大型模型来说,其效率和收敛性并不能得到保证。本文提出了一种基于全三维接触模型的半解析多阶谐波平衡法。对评估接触力的轨迹跟踪法进行了重新表述,使计算更加精确,并使解析雅可比矩阵的推导变得可行。基于链式求导规则,推导出了解析雅可比矩阵,这是计算效率和收敛性提升的核心。通过带冠叶片有限元模型,将所提出方法的精度和效率与具有数值雅可比矩阵的全三维接触模型和具有解析雅克比矩阵的准三维接触模型进行了比较。结果表明,全三维接触模型的半解析多阶谐波平衡法显著提高了计算效率。所提出方法的时间成本与准三维接触模型的时间成本处于相同数量级。本文通过算例证实,全三维接触模型对于带冠叶片的动力学分析是必要的。如果使用准三维模型,在某些情况下等效阻尼评估的相对误差甚至可以达到31.8%。此外,解析雅克比矩阵还为结构稳定性分析提供了便利。

关键词：干摩擦阻尼多阶谐波平衡法轨迹跟踪法雅可比矩阵叶冠

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高强钢承压型螺栓连接抗剪性能研究及设计建议

高强钢承压型螺栓连接抗剪性能研究及设计建议

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第五届全国连接结构动力学学术研讨会

作者：林雪妹任志浩钟国辉何浩祥香港理工大学建筑及房地产学系香港理工大学国家钢结构工程技术研究中心香港分中心香港理工大学土木及环境工程系

螺栓连接已成为高强钢结构现场装配技术的主要发展方向。本文对71个高强钢(Q690和Q960)承压型螺栓连接进行了试验和数值模拟,旨在分析高强钢较高屈强比和较低延伸率对螺栓连接抗剪性能的影响。关键几何参数包括:边距、螺栓排布形式(并... 详细信息

螺栓连接已成为高强钢结构现场装配技术的主要发展方向。本文对71个高强钢(Q690和Q960)承压型螺栓连接进行了试验和数值模拟,旨在分析高强钢较高屈强比和较低延伸率对螺栓连接抗剪性能的影响。关键几何参数包括:边距、螺栓排布形式(并列或错列)、螺栓间距及螺栓排数等,试件均失效于净截面拉断或块状拉剪破坏。为准确模拟试件在加载过程中的真实力学性能,构建了考虑应力三轴度和罗德角效应的金属材料弹塑性-损伤耦合本构模型并实现于螺栓连接的数值模拟。研究发现对于净截面拉断破坏的高强钢连接试件,其极限承载力均能达到净截面抗拉强度预测值(基于欧洲规范EN1993-1-12设计公式),主要原因包括(1)高强钢较低延性仍能保证极限状态下净截面上发生有效应力重分布;(2)净截面受拉时出现的双轴拉应力状态会提高带孔板的净截面抗拉强度。对于发生块状拉剪破坏的高强钢连接试件,不同国家/地区的设计规范提供的块状拉剪强度预测值并不一致,研究发现剪切面上剪应力发展受高强钢屈强比影响,基于该变化规律的量化分析结果,提出了一条新设计公式并进行了可靠性分析,结果表明美国规范ANSI/AISC 360-19建议的抗力系数(?=0.75)可用于本文提出的新设计公式,相应安全系数为4.7。

关键词：高强钢螺栓连接抗剪性能极限承载力

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可折叠复合材料机械铰链连接结构设计及性能调控研究

可折叠复合材料机械铰链连接结构设计及性能调控研究

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第五届全国连接结构动力学学术研讨会

作者：王冰赵陈敏钟舜聪福州大学福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福州大学精密仪器与智能测控研究所机械工程及自动化学院

双稳态复合材料卷尺(CTS)结构是一种薄壁开缝管,无需额外约束即可在展开和完全卷拢状态下保持稳定,也可从中间折叠,具有轻质高强和收纳效率高等优点,在航空航天空间折展机构等领域得到广泛应用。这种固有的稳态特征属性,使得基于复合材... 详细信息

双稳态复合材料卷尺(CTS)结构是一种薄壁开缝管,无需额外约束即可在展开和完全卷拢状态下保持稳定,也可从中间折叠,具有轻质高强和收纳效率高等优点,在航空航天空间折展机构等领域得到广泛应用。这种固有的稳态特征属性,使得基于复合材料的可折叠机械铰链设计及性能调控成为可能,在航空航天折展机构的设计制造等领域具有广阔的应用前景。对于CTS的研究集中于其双稳态实现机制和卷展形变机理等方面,而对于结构的折叠稳态和性能调控设计等方面的研究仍有待进一步完善,限制了它在一体化智能驱动可折叠铰链连接结构等领域的应用。本报告围绕可折叠复合材料机械铰链连接结构的设计及性能调控展开,系统汇报课题组在可折叠机械铰链的结构优化设计、动态折叠形变特性、折叠稳态的临界边界条件,以及折展性能调控等方面的研究进展。首先介绍可折叠复合材料机械铰链在折叠过程中的稳态和形变演化规律,通过构建结构折叠过程的应变能分布模型,建立了结构发生稳态构型转变的临界边界条件,并通过实验和有限元模型,研究了可折叠复合材料铰链几何构型对其折叠稳态的影响机制;提出基于热-力耦合效应的折展形变调控机理,通过结构制备工艺优化设计,实现具有自伸展、中性稳定、自卷拢特性复合材料机械铰链的设计制造,并阐明其时效影响机制。

关键词：可折叠复合材料机械铰链连接结构性能调控

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平稳随机载荷的信号特征提取与深度神经网络识别

平稳随机载荷的信号特征提取与深度神经网络识别

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第十五届全国结构振动与动力学学术研讨会暨第三届全国冲击及防护工程学术研讨会

作者：杨特梁舒雅康在飞杨智春西北工业大学航空学院结构系

工程结构受到平稳随机载荷作用时,常常因动载荷频带范围覆盖结构的固有频率引起结构共振,从而引发结构振动破坏和疲劳失效等。准确识别结构所受的动载荷,掌握结构所处的动载荷环境,对于工程结构的动强度设计、校核与结构健康检测等工作... 详细信息

工程结构受到平稳随机载荷作用时,常常因动载荷频带范围覆盖结构的固有频率引起结构共振,从而引发结构振动破坏和疲劳失效等。准确识别结构所受的动载荷,掌握结构所处的动载荷环境,对于工程结构的动强度设计、校核与结构健康检测等工作,具有重要的作用。传统的动载荷识别方法往往直接从频域振动方程出发,用系统矩阵求逆解算出动载荷列阵,但这些方法需要结构精确的动力学模型,而对于复杂的工程结构,其精确结构动力学模型的建立往往并不容易,导致传统动载荷识别方法在实际应用中的局限性。同时,宽频平稳随机载荷的时域识别也一直是结构动载荷识别领域的一个难题。针对以上问题,本文的主要工作分为三个部分:第一部分对于线性结构,依据"动载荷—动响应"关系的线性叠加原理,提出了利用小波变换将其分解为多层次的特征信号样本的思路,并通过公式推导,获取了经分解后各层次的动载荷特征信号样本与其对应层次的动响应特征样本之间存在的确定性物理关系;在此基础上,提出了采用LSTM神经网络搭建特征信号样本之间的相关关系,从而实现利用平稳随机响应样本的各层次特征信号,识别平稳随机载荷样本的各层次特征信号,再利用所识别动载荷样本的特征信号重构出待识别时域平稳随机载荷的样本的动载荷识别方法;第二部分利用LTI三自由度振动系统进行了方法的可行性验证与抗噪能力考察,经计算得到,未添加噪声的动载荷样本识别结果与真实载荷样本曲线的相关度高达99.15%,均方差值相对误差为0.06%。分别对测试动响应样本添加5%、10%和15%的白噪声并进行动载荷识别,经计算,存在5%测量噪声时,动载荷样本识别结果与真实载荷样本的相关度为98.70%,均方差值相对误差为3.37%,PSD置信度为98.99%;存在10%测量噪声时,动载荷样本识别结果与真实载荷样本的相关度为96.54%,均方差值相对误差为7.16%,PSD置信度为97.30%;存在15%测量噪声时,动载荷样本识别结果与真实载荷样本的相关度为93.76%,均方差值相对误差为15.27%,PSD置信度为92.24%。验证本方法具有良好的识别能力和抗噪能力;第三部分采用一个受两点平稳随机激励的加筋壁板实验模型进行方法的工程适用性实验验证,分别进行5～500Hz带宽的两点平稳随机载荷识别,两点的识别曲线历程相关度均高于98%,均方值相对误差低于5%;进一步讨论方法的适用性,分别对频带范围为5-200Hz的宽带随机动载荷和频带范围为90-100Hz的窄带随机动载荷进行识别,经计算所得,对于宽带随机动载荷进行识别,两点的识别曲线历程相关度均高于95%,均方值相对误差低于10%;对于窄带随机动载荷进行识别,两点的识别曲线历程相关度均高于98%,均方值相对误差低于3%。数值仿真和实验结果均表明,采用本文所介绍的动载荷识别方法可以利用先进的人工智能技术建立基于数据驱动的代理模型,从而避免了建立待识别结构精确数学模型的困难;同时,针对平稳随机载荷识别问题提出了从时域角度的识别办法,相较于频域识别方法,时域识别结果更加直观,也能够提供更多动载荷的有效信息;相较于现有基于神经网络的动载荷识别方法,经理论推导证明,本方法具有更加充足的原理支撑性,且基于特征信号样本的动载荷识别降低了神经网络模型拟合关系的复杂程度,进一步降低了对于数据集的完备度和神经网络的泛化能力要求,提高了方法的泛化性能。

关键词：平稳随机载荷小波变换深度神经网络动载荷识别

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