环境激励下船舶结构模态参数识别方法综述.pdf

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1、特邀专栏环境激励下船舶结构模态参数识别方法综述洪明雷川崔洪宇(大连理工大学船舶工程学院大连116024)【摘要]J：模态分析州沦，对环境激励下的模态参数识别方法进行归纳总结，讨论r不同卡Il态参数以圳h‘法的艰小思想和优缺点，并符介绍船舶航行状态下的模念参数识别义章对1人】模态参数I别的研究热点问题进行了削述，为卡H哭科研人fJ!研究环境激肋下模念参数识)jlJ提供_r有箍参芎。【．关键词J环境激肋；模念参数⋯"HqJ；船舶结构；运行模念分析中图分类号JI1661．4I文献标志码]Al文章编号]l00l一9855(2014)05—000l—l6Reviewofmodalidenti

2、ficationofshipstructurebasedonambientexcitationHONGMingLEIChuanCUIHong—yu(SchoolofNawdArchitecture，DalianUniversityofTechnology，Dalian116{)24，China)Abstract：Basedonthetheoryofmodalanalysis，thispapersummarizesthemodalidentificationmethodsunderambientexcitation，anddiscussesfundamentalconceptsand

3、theadvantagesanddisadvantagesofthesemethods．Itespeciallyintroducesthemodalparameteridentificationofshipstructureundertheshipsailingconditionandhotissuesaboutitsdomesticresearches，whichprovidebeneficialreferencesfortherelevantresearchers．Keywords：ambientexcitation；modalparametersidentification；

4、shipstructure；operationalmodalanalysis引口通常将振动问题分为I所示种荩本类型。船舶航行过程rI1，结构会受到来自螺旋桨、主机及风浪流等激励作川，不可避免地会产生结构振动船舶振动不仪会影响船_I：人员，#活的舒适性，还会埘船上设备及船舶结构自身强度带来危害，【大】此船舶振动问题逐渐fjl起人们的最视。一般的振动问题rf1激励(输入)、结构(系统)和响应(输⋯)部分组成，根据研究口的不同．『{}I1振动问题分类基金项目闭家自然金资助“基于运行模态识别的舰船加筋结构动力优化力收稿日期20l4-08-l8作者简介I}{JJ(1959一)，，教授，研究方

5、向：结构失效、振动和噪声机理、预报及控制研究川l19oA)一)．，硕研究方向：鲇构分析搜模态参数识别振动结构模型可以用三种形式来描述，分别结构发生塑性变形等强度问题。由此，基于环境激是物理参数模型、模态参数模型和非参数模型⋯。励的运行模态分析方法显现出优势，仅需要船舶在解决振动问题时最为关注的是模态参数模型，它航行状态测量的振动响应信号，便可识别系统的模包括结构的模态频率、振型和阻尼比等参数，而态参数。基于环境激励的运行模态分析技术，一方模态分析理论就是以振动理论为基础，以模态参数面可识别船体的振动模态，判断其是否与船上激励为目标的分析方法。根据模态分析方法的不同，模源发生共振，还

6、可与设计预报结果进行对比，积累态分析理论可以分为理论模态分析、实验模态分析预报经验；另一方面可对振动量级过高区域进行分(EMA)和运行模态分析(OMA)』，由于运行模析，得到该区域有害振动的主要频率成分，对比激态分析的应用特点及实施理论难度，近年来基于环励源频率可以确定有害振动来源，并可以根据分析境激励下的模态分析方法越来越受到青睐，以下本得到的模态振型，对振幅较大位置采取减振措施J。文主要讨论运行模态。2环境激励下模态参数识别方法概述1模态参数识别方法基于环境激励模态参数识别方法，按照信号识传统的模态参数识别方法，通过在结构上人工别域可分为频域法、时域法以及联合时频域法J。施加激

7、励，已知激励和响应，采用信号处理技术计频域法大多利用经典谱估计，对于输入信号已知的算系统的频响函数或脉冲响应函数，再运用参数识实验状态进行频域模态分析，根据频响函数在系统别方法得到系统的模态参数。传统的模态分析方法固有频率峰值特征进行模态识别；基于环境激励下按识别域的不同可分为频域法和时域法，频域法是的模态分析，由于无法直接求得频响函数，所以一以频响函数为基础的参数识别方法，时域法则是以般使用功率谱密度函数近似地代替频响函数，基于脉冲响应函数或自由振动响应为基础的参数