目錄
譯者序
前言
第1章 緒論 1
1.1 數(shù)值模擬 2
1.2 振動試驗(yàn) 2
1.3 估計方法 3
1.4 本書章節(jié)安排 4
參考文獻(xiàn) 5
第2章 有限元建模 6
2.1 形函數(shù)和離散化 7
2.2 單元質(zhì)量和剛度 9
2.3 多自由度質(zhì)量、彈簧系統(tǒng)，正則模態(tài)及質(zhì)量歸一化 10
2.4 阻尼 12
2.5 特征值、特征向量及頻響函數(shù) 14
2.6 靈敏度分析 18
2.7 有限元模型誤差 20
2.7.1 連接及運(yùn)動約束 20
2.7.2 網(wǎng)格扭曲 23
2.8 誤差評估 23
參考文獻(xiàn) 25
第3章 振動試驗(yàn) 28
3.1 測試硬件及方法 28
3.2 時域、頻域及模態(tài)域 33
3.3 測試噪聲：隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差 40
3.4 數(shù)據(jù)不完備性 43
參考文獻(xiàn) 43
第4章 數(shù)值分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較 45
4.1 模態(tài)置信準(zhǔn)則 45
4.2 正交性檢查 47
4.3 復(fù)模態(tài)問題 49
4.3.1 實(shí)數(shù)化方法 49
4.3.2 方法比較 50
4.4 模型縮聚 52
4.4.1 Guyan或靜態(tài)縮聚 52
4.4.2 動力學(xué)縮聚 53
4.4.3 改進(jìn)的縮聚系統(tǒng) 53
4.4.4 系統(tǒng)等效縮聚擴(kuò)展處理法 54
4.4.5 方法比較 54
4.5 模態(tài)擴(kuò)展 55
4.5.1 質(zhì)量和剛度陣擴(kuò)展 55
4.5.2 模態(tài)數(shù)據(jù)擴(kuò)展 56
4.5.3 方法比較 57
4.6 傳感器位置優(yōu)化 57
4.6.1 傳感器位置選擇 58
4.6.2 評估傳感器位置的合理性 60
參考文獻(xiàn) 61
第5章 估計技術(shù) 63
5.1 最小二乘估計 63
5.1.1 經(jīng)典最小二乘估計法 63
5.1.2 最小方差估計 65
5.1.3 Gauss-Newton方法 68
5.2 偏差問題 69
5.2.1 完全線性最小二乘法 69
5.2.2 輔助變量法 71
5.3 非滿秩、病態(tài)條件及欠定問題 72
5.4 奇異值分解 74
5.5 正則化方法 76
參考文獻(xiàn) 77
第6章 模型修正參數(shù) 79
6.1 具象的和基于知識的模型 79
6.2 唯一性、可識別性及物理意義 80
6.3 參數(shù)化方法 81
6.3.1 子結(jié)構(gòu)的參數(shù) 81
6.3.2 物理參數(shù) 83
6.3.3 可利用的有限單元種類 83
6.4 誤差定位 85
6.4.1 特征值方程的平衡 86
6.4.2 子結(jié)構(gòu)的能量函數(shù) 87
6.4.3 最優(yōu)子空間法 87
6.4.4 一個懸臂梁示例 88
6.5 靈敏度抽樣和自適應(yīng)激勵 92
6.5.1 一個離散系統(tǒng)示例 94
6.5.2 根據(jù)模態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行靈敏度抽樣 96
參考文獻(xiàn) 98
第7章 基于模態(tài)數(shù)據(jù)的直接修正方法 100
7.1 概述——優(yōu)點(diǎn)和不足 100
7.2 拉格朗日乘子法 101
7.2.1 模態(tài)矩陣正交性優(yōu)化 102
7.2.2 剛度矩陣修正 104
7.2.3 試驗(yàn)測量數(shù)據(jù)作為參考基準(zhǔn) 107
7.2.4 方法總結(jié) 108
7.2.5 一個模擬 10 自由度系統(tǒng)示例 110
7.3 矩陣混合法 115
7.4 源于控制理論的方法 116
參考文獻(xiàn) 121
第8章 基于模態(tài)數(shù)據(jù)的迭代修正方法 124
8.1 概述——優(yōu)點(diǎn)和不足 124
8.2 罰函數(shù)法 126
8.2.1 測量結(jié)果多于修正參數(shù)個數(shù) 127
8.2.2 模擬懸臂梁示例 128
8.2.3 修正參數(shù)個數(shù)多于測量結(jié)果(或存在噪聲的數(shù)據(jù)) 131
8.2.4 模擬懸臂梁示例 134
8.2.5 試驗(yàn)懸臂梁示例 137
8.2.6 對加權(quán)矩陣的評論 139
8.3 最小方差法 140
8.3.1 方程的推導(dǎo) 142
8.3.2 方程總結(jié)(包含噪聲相關(guān)的參數(shù)) 144
8.3.3 方程總結(jié)(忽略噪聲相關(guān)的參數(shù)) 145
8.3.4 簡單二自由度模擬示例 146
8.3.5 試驗(yàn)示例 150
8.4 邊界條件攝動試驗(yàn) 154
8.4.1 修正過程 155
8.4.2 攝動坐標(biāo)選擇 156
8.4.3 攝動坐標(biāo)選擇示例 157
8.4.4 模擬修正示例 160
8.4.5 試驗(yàn)示例 162
8.5 離散誤差：一種二級高斯牛頓法 164
8.6 模型品質(zhì)評估 167
8.6.1 品質(zhì)評估的基本原則 168
8.6.2 自由-自由梁示例 169
8.6.3 關(guān)于模型品質(zhì)的總結(jié) 173
參考文獻(xiàn) 174
第9章 基于頻域數(shù)據(jù)的修正方法 176
9.1 方程和輸出誤差算式 176
9.2 方程誤差法 178
9.2.1 模型縮聚 180
9.2.2 偏差問題和輔助變量方法 181
9.3 加權(quán)方程誤差法 182
9.3.1 縮聚變換 183
9.3.2 一階模態(tài)近似的誤差 185
9.3.3 狀態(tài)估計 186
9.3.4 修正算法 187
9.4 方程誤差法模擬示例 189
9.5 輸出誤差法 191
9.6 頻域?yàn)V波器 193
9.7 頻域和模態(tài)域數(shù)據(jù)的聯(lián)合 195
參考文獻(xiàn) 195
第10章 案例研究：汽車車身 198
10.1 大型有限元模型修正 198
10.2 白車身 199
10.2.1 有限元模型 199
10.2.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?200
10.3 相關(guān)性分析 201
10.3.1 試驗(yàn)與分析幾何相關(guān)性 201
10.3.2 基于MAC準(zhǔn)則的試驗(yàn)與分析模態(tài)相關(guān)性 202
10.4 模型修正方法 206
10.4.1 模型修正參數(shù)的定義 207
10.4.2 基于靈敏度方法的誤差定位 207
10.4.3 模型修正 211
10.5 總結(jié)評論 213
參考文獻(xiàn) 214
第11章 討論和建議 215
11.1 修正參數(shù)的選擇 215
11.2 修正方法 216