基于Tikhonov正則化技術(shù)的載荷反求方法研究及其應(yīng)用.pdf

1、動態(tài)載荷反求是現(xiàn)代工程設(shè)計中亟待解決的一個重要問題。準確的掌握激勵載荷信息是工程結(jié)構(gòu)可靠性與安全性設(shè)計的基礎(chǔ)前提，對結(jié)構(gòu)的參數(shù)識別、故障診斷以及疲勞壽命估計等具有重要意義。然而工程實際中，因技術(shù)或經(jīng)濟條件的限制，系統(tǒng)所受實際載荷往往很難直接測量，而其響應(yīng)測量相對容易且準確，因而利用結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)與系統(tǒng)信息進行動態(tài)載荷反求是一種重要的間接獲取激勵載荷手段。本文以傳統(tǒng)Tikhonov正則化載荷反求法為基礎(chǔ)，提出一種改進的迭代優(yōu)化載荷反求法，將

2、虛擬有限元與模型減縮技術(shù)應(yīng)用于迭代反求過程中的動響應(yīng)求解，在保證求解精度的前提下，提高載荷迭代反求的計算效率。利用本文提出的載荷優(yōu)化反求法，結(jié)合一種有限元模型減縮及剛?cè)狁詈系恼嚭喴啄Ｐ?，提出一種路面激勵反求思路。具體如下:
　　(1)提出一種基于Tikhonov正則化技術(shù)的迭代優(yōu)化載荷反求法。在噪聲水平較高的情況下，傳統(tǒng)Tikhonov正則化反求法在反求過程中往往表現(xiàn)出過度平滑的副作用，影響反求精度。對此，本文采用迭代的思想，通

3、過響應(yīng)誤差補償逐步修正載荷信號，使系統(tǒng)的響應(yīng)逼近于期望響應(yīng)信號，最終精確反求出載荷信號。理論分析與數(shù)值算例表明，該方法相對于傳統(tǒng)Tikhonov方法，在保留良好抗噪特點的同時，提高了峰值載荷處的反求精度，整體反求精度更高。
　　(2)結(jié)合虛擬有限元與模型降階減縮技術(shù)，對本文所提出的基于Tikhonov正則化技術(shù)的迭代優(yōu)化載荷反求法進行改進。在對不同的模型減縮方法進行減縮精度等對比分析的基礎(chǔ)上，選取合適的減縮技術(shù)，對所提取的系統(tǒng)矩陣

4、進行降階處理，提出一種基于Tikhonov正則化與模型減縮技術(shù)的虛擬迭代優(yōu)化載荷反求方法。該方法能夠在保證反求精度的同時，提高工程載荷反求的通用性與計算效率。
　　(3)結(jié)合改進的整車動力學(xué)模型，應(yīng)用本文所研究的迭代載荷反求技術(shù)進行路面激勵反求。用有限元柔性車架代替?zhèn)鹘y(tǒng)七自由度整車動力學(xué)模型的剛性車架，再通過懸架耦合簧下質(zhì)量，構(gòu)建剛?cè)狁詈系恼噭恿W(xué)模型。將本文提出的基于Tikhonov正則化與模型減縮技術(shù)相結(jié)合的載荷反求方法應(yīng)用