Численная идентификация параметров динамического поведения элементов машиностроительных конструкций
Автор: Иванов Владимир Николаевич, Домбровский Игорь Викторович, Шевелев Николай Алексеевич
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.4, 2011 года.
Бесплатный доступ
Предлагается численный метод идентификации во временной области применительно к решению задач оценки динамических характеристик элементов машиностроительных конструкций на стадии их опытной отработки. Метод позволяет по дискретным выборкам, содержащим данные наблюдений за поведением отдельных узлов конструкции, определять параметры колебаний - число и значения собственных частот, логарифмических декрементов колебаний, а также параметры математических моделей - приведенные коэффициенты жесткости и демпфирования силовых элементов. Используется один из вариантов метода Прони в сочетании с алгоритмом сингулярного разложения матрицы наблюдений. Метод основывается на предположении адекватности решения системы линейных однородных дифференциальных уравнений и эквивалентной системы конечно-разностных уравнений того же порядка. Выполнено сравнение результатов натурных испытаний и математического моделирования конкретной механической системы.
Динамика систем твердых тел, численные методы идентификации во временной области, свободные колебания
Короткий адрес: https://sciup.org/14320566
IDR: 14320566
Numerical identification of the dynamic characteristics of structural units of designed machines
A time-domain numerical method is proposed to identify the dynamic characteristics of structural units of designed machines at the stage of their testing. The method provides procedures for determining such vibration parameters as the number and values of natural frequencies and vibration logarithmic decrements, and such mathematical model parameters as the reduced rigidity and damping coefficients for force elements. The approach exploits the discrete samples of observations of the behavior of separate structural units. A variant of Prony's method is used in combination with the algorithm of singular value decomposition of the observation matrix. The method is based on the assumption of the adequacy of solutions of linear homogeneous differential equations and the equivalent system of finite-difference equations of the same order. The results of field tests are compared with the predictions of the mathematical model of a certain mechanical system.
Список литературы Численная идентификация параметров динамического поведения элементов машиностроительных конструкций
- Берестов Л.М., Поплавский Б.К., Мирошниченко Л.Я. Частотные методы идентификации летательных аппаратов. -М.: Машиностроение, 1985. -184 с.
- Волков И.К. К задаче параметрической идентификации непрерывных моделей управляемых систем//Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. -1989. -№ 1. -С. 101-104.
- Голуб Дж., Ван Лоун Ч. Матричные вычисления. -М.: Мир, 1999. -548 с.
- Гроп Д. Методы идентификации систем. -М.: Мир, 1979. -304 с.
- Девис П., Хэммонд Дж. К. Сравнение метода преобразования Фурье и параметрических методов идентификации конструкций//Труды амер. об-ва инж.-мех. Серия В. -1984. -№ 1. -С. 38-48.
- Иванов В.Н., Пигилев О.А., Суслонов В.М. Алгоритм определения параметров колебаний механических систем на основе экспериментальных данных//Проблемы механики управляемого движения. Нелинейные динамические системы. -Пермь: Изд. ПГУ, 1990. -С. 41-44.
- Икердт Р., Модель Н., Хайманн Т. Некоторые проблемы идентификации динамических систем посредством линейных моделей//Успехи механики (ПНР). -1980. -Т. 3, № 4. -С. 91-112.
- Лоусон Ч., Хенсон Р. Численное решение задач метода наименьших квадратов. -М.: Наука, 1986. -232 с.
- Рётер Ф. Усовершенствованный метод идентификации механических систем многих тел по дискретным данным. Дифференциальная идентификация линейных механических систем//Труды амер. об-ва инж.-мех. Серия В. -1988. -№ 1. -С. 229-237.
- Редько С.Ф., Ушкалов В.Ф., Яковлев В.П. Идентификация механических систем. -Киев: Наукова думка, 1985. -314 с.
- Силверберг Л., Канн С. Вариационный метод модальной идентификации консервативных негироскопических систем//Современное машиностроение. Серия Б. -1990. -№ 1. -С. 21-31.
- Фассуа C., Эман К., Ву С. Метод линейной идентификации динамических характеристик конструкций во временной области//Современное машиностроение. Серия Б. -1990. -№ 6. -С. 128-137.
- Форсайт Дж., Малькольм М., Моулер К. Машинные методы математических вычислений. -М.: Мир, 1980. -282 с.
- Чжо Д., Имэн К., Ву С. Новый метод анализа форм колебаний во временной области у систем с несколькими входами//Труды амер. об-ва инж.-мех. Серия В. -1988. -№ 3. -С. 75-86.
- Шевцов Г.С., Крюкова О.Г., Мызникова Б.И. Численные методы линейной алгебры. -М.: Финансы и статистика, ИНФРА-М, 2008. -480 с.
- Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. -М.: Мир, 1975. -687 с.
- Ян Е. Метод идентификации во временной области с использованием матриц собственных векторов избыточной размерности//Труды амер. об-ва инж.-мех. Серия В. -1980. -№ 1. -С. 3-7.
