基于复杂度和符号空间算法的结构动态特性初步研究

• 作 者: 尹可
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 有限元分析 复杂度 符号空间算法 模态相关性 结构动态特性

由测得的试验数据构建非线性动力学模型去研究结构整体动态特性是目前结构动态分析与振动控制领域研究的热点。本文基于Lempel—Ziv复杂度(LZ复杂度)理论和符号空间算法,对结构体的动态特性进行初步研究,并将所得结果与试验模态分析结果做对比,最后得出了一些有意义的结论。本文所做主要工作如下:　　
(1)利用模态分析技术对结构模态参数进行识别,研究约束对结构固有动态特性的影响。首先对自由约束条件的T型板进行试验模态分析和有限元模态仿真分析,并将试验振型结果与有限元振型结果进行模态相关性分析；然后对具有不同固定约束条件的T型板进行试验模态分析,得出其固有频率随约束改变的变化规律。　　
(2)进行振动加速度响应序列的Lz复杂度的灵敏度分析。在不同密度、刚度和约束条件下,利用ANSYS仿真得到T型板在瞬态激励力作用下的振动情况,提取三个典型测点的振动加速度响应数据,结合多值粗粒化方法和复杂度理论,对提取的振动加速度响应数据做多值粗粒化处理,并进行LZ复杂度分析。最后得出振动响应序列LZ复杂度对密度、刚度和约束条件的灵敏度情况。　　
(3)研究多个测点的振动加速度响应序列的符号空间特性。在不同密度、刚度和约束条件下,利用ANSYS仿真在瞬态激励力作用下T型板的振动情况,提取多个测点振动加速度响应数据并进行LZ复杂度分析,结合符号动力学理论,构建符号空间,研究结构振动响应信号的符号空间特性。　　
综上所述,LZ复杂度的变化反映了结构固有特性的改变,尤其在约束条件改变时,变化敏感。本文对复杂度和符号空间算法在结构动态特性分析方法的应用进行了初步研究。研究结果表明,基于复杂度和符号空间算法的结构动态特性分析,不需要建立精确的数学模型,忽略了结构的某些非线性因素,其研究方法和手段对于信号分析、状态监测、故障诊断等领域的研究具有一定的参考价值,并具有广阔的研究空间。