頻響函數相關性分析的案例
基于頻響函數相關性的靈敏度分析的有限元模型修正
頻響函數相關性
機械強度 2003年 01期-基于頻響函數相關性的靈敏度分析的有限元模型修正.pdf
模態相關性分析
1、模態相關性分析的基本原理
模態相關性分析通常包含兩大方面內容：模型匹配（可稱為模型的相關性分析）、模態振型的相關性分析（簡稱為模態相關性分析）。此外，為了滿足模型修正中頻響函數靈敏分析的需要，還包含頻響函數相關性分析。其中：
（1）模型匹配是指通過旋轉、縮放等坐標變換方法，將測試幾何模型和有限元網格模型進行模型對齊，通過最小二乘、幾何拓撲等算法在有限元網格的模型中搜尋與測點臨近的頂點編號和坐標；
（2）模態相關性分析是指在模型匹配的基礎上，通過計算測試-有限元分析的模態振型之間的模態振型相關系數，用來表征兩個模型之間的模態振型相似程度。其中模態系數振型相關系數，也被稱為模態置信準則（Modal Assurance Criterion，MAC），其基本思想是假設結構質量近似均勻分布，則結構的振型具有不加權的正交性。
振型相關系數是一個介于0～1之間的標量。當MAC值為1時，代表兩個振型完全相關，為同一模態；當MAC值為0時，代表兩個振型之間線性無關。在工程應用中，當MAC矩陣的對角元素≥70％，非對角元素≤10％時即可認為兩個模型之間存在較好的相關性。
（3）頻響函數相關性分析具有量化仿真分析和試驗測試對應頻響函數的整體和局部差異的能力。常用的頻響函數相關性評價指標包括頻響函數形狀相關系數（FSAC）、頻響函數幅值相關系數（FAAC）等。
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01
模態相關性分析的基本原理
模態相關性分析通常包含兩大方面內容：模型匹配（可稱為模型的相關性分析）、模態振型的相關性分析（簡稱為模態相關性分析）。此外，為了滿足模型修正中頻響函數靈敏分析的需要，還包含頻響函數相關性分析。其中：
（1）模型匹配是指通過旋轉、縮放等坐標變換方法，將測試幾何模型和有限元網格模型進行模型對齊，通過最小二乘、幾何拓撲等算法在有限元網格的模型中搜尋與測點臨近的頂點編號和坐標；
（2）模態相關性分析是指在模型匹配的基礎上，通過計算測試-有限元分析的模態振型之間的模態振型相關系數，用來表征兩個模型之間的模態振型相似程度。其中模態系數振型相關系數，也被稱為模態置信準則（Modal Assurance Criterion，MAC），其基本思想是假設結構質量近似均勻分布，則結構的振型具有不加權的正交性。
振型相關系數是一個介于0～1之間的標量。當MAC值為1時，代表兩個振型完全相關，為同一模態；當MAC值為0時，代表兩個振型之間線性無關。在工程應用中，當MAC矩陣的對角元素≥70％，非對角元素≤10％時即可認為兩個模型之間存在較好的相關性。
（3）頻響函數相關性分析具有量化仿真分析和試驗測試對應頻響函數的整體和局部差異的能力。常用的頻響函數相關性評價指標包括頻響函數形狀相關系數（FSAC）、頻響函數幅值相關系數（FAAC）等。
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表 1.Loadcollectors載荷集
序號
含義
載荷集名稱
Card image
load types
1
邊界約束
SPCS
none
SPC
2
載荷約束
unit load
none
DAREA
3
激勵頻率范圍
tabled1
TABLED1
/
4
動載荷
rlaod2
RLOAD2
/
5
響應頻率范圍
freq1
FREQi
/
1.頻響函數分析目錄.png
運用頻響函數分析機車車輛二系懸掛的減振性能
提出了頻率響應函數估計的試驗研究方法,并以構架振動為輸入、車體響應為輸出來研究車輛的二系懸掛減振性能。分析表明,SW—160型轉向架的二系懸掛在015Hz和117Hz附近有較高的橫向傳遞率,而209HS型轉向架在118Hz附近的垂向傳遞率比SW—160型轉向架高。運用SPAMP方法找到了SW—160型轉向架橫向傳遞率較高的原因,據此調整了二系懸掛,重新進行了在線測試和試驗分析。構架至車體響應的頻響函數估計表明,調整二系懸掛后,SW—160型轉向架在015Hz和117Hz處的橫向傳遞得到了有效的控制,橫向減振性能顯著提高
運用頻響函數分析機車車輛二系懸掛的減振性能.pdf
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