一种针对局部结构的有限元模型修正方法

针对实际结构有限元模型（FEM）的建模误差通常仅存在于局部区域，提出了一种对局部结构单独进行模型修正的方法。首先，根据频响函数（FRF）解耦理论得到由残余结构频响函数与包含待修正参数的局部结构动刚度所重构的整体结构频响函数的拟合值，然后通过迭代优化使其与测量值的残差最小化，从而得到参数的极大似然估计。在此基础上，将残差关于参数的灵敏度以局部结构动力学矩阵表示，建立了模型修正的基本方程，利用整体结构的测试数据即可直接对分离出来的局部结构进行模型修正。最后，对喷气式飞机和三角机翼飞机分别进行了数值模拟和实验研究，验证了所提方法的可行性和有效性。结果表明，所提方法可以成功地用于仅局部区域含有建模误差的实际结构有限元模型的修正，修正后的有限元模型的动态特性与实际结构有较好的一致性。     

基于测试数据的卡箍非线性等效建模方法

为了快速准确地计算卡箍管路系统的振动响应，提出了基于测试数据的卡箍非线性等效建模方法。对卡箍直管系统进行低幅值激励的模态测试，利用试验数据对有限元模型进行修正，识别卡箍线性刚度、线性阻尼参数。对卡箍直管系统开展不同激励水平下的恒力测试，通过样条插值多项式法将恒力频响函数转换为恒位移、恒速度频响函数，并进一步识别卡箍非线性等效刚度、非线性等效阻尼，建立了考虑卡箍非线性的等效动力学模型。研究表明:该卡箍等效动力学模型的预测频响函数与试验频响函数的最大误差仅为-6.9%，可以有效地反映卡箍实际的刚度、阻尼特性，对解决卡箍管路系统的振动响应分析具有重要的指导意义。      

用于飞机屏蔽性测量的单点激励技术

应用扫频单点激励技术测量屏蔽性较好的飞行具有广阔的发展前景，该技术利用简单的设备即可测量出飞机外部场强和电缆电流之间的传输函数。实践证明：应用该方法仅需15W功率就可完成电缆芯线电流的测量并能保持良好的信噪比。当频率为80MHz或100MHz时，测试结果具有良好的重复性。经比较，用电磁脉冲（EMP）模拟器测出的感应峰值电流与扫频单点激励法测出的电流传输函数显示出相同的趋势。当然，数据中不可避免地存在一些散射（因子大约为2－3）。在频率为2．7MHz时，采用EMP模拟器所测谐振峰值电流与电流传输函数成正比，80MHz时的峰值电流则与电流传输函数的平方根成正比。     

正弦波型高频动态压力光学校准系统及其应用

动态压力是气动部件表面的关键气动参数。光学压力敏感涂料（PSP）测量技术在测量气动部件表面动态压力方面具有全域测量、不影响流场自身的优势，而光学压力敏感涂料的动态响应特性则是进行动态压力测量的决定性因素。基于声学驻波管原理，自主设计并组建了正弦波型高频动态压力光学校准系统，主要包含有驻波管型校准舱、声源、激光源、高频压力传感器、光电倍增管以及测控系统。对动态压力光学校准系统及某新型快响压敏涂料的实验结果表明，所组建的动态压力校准系统可产生最短响应时间12.5 μs、最大压力幅值为4.37 kPa的正弦型动态压力，其有效动态频响范围为0.4~20.0 kHz（50 μs~2.5 ms），不确定度小于0.004 9%；校准系统合理的光路布局可进行快响压敏涂料动态特性的校准，所测涂料可用于动态频响不高于9.1 kHz（响应时间为109.9 μs）的非定常流场的压力测量。     

多输入一多输出频响函数估计

以有限富氏变换为基础,研究多输入-多输出频响函数估计的一般原理。讨论了各种可能的输入形式,其中确定性信号输入是一种新方法。它在试验时间、数据采集和处理量、识别精度等方面都比目前流行的随机输入要好;硬件配置也较简单,甚至可以只用双通道FFT分析仪来实现。 以上述理论为基础发展了在PDP11/23微机上运行的6输入-多输出频响函数估计程序,可以选择4种工作方式:（1）确定性;（2）周期随机;（3）瞬态随机;（4）连续随机激励。在自由-自由梁和直升机尾桨等实物上的实验应用成功。结果表明,采用确定性输入最好。     

基于结构自由振动的模态参数直接频域识别

论证了结构自由振动的有限离散频谱可以作为结构频响函数而直接用频域法识别结构模态参数,实现了时域和频域识别技术的有机结合。仿真和实际结构的识别试验证明了这一论证的正确性。     

基于能量有限元法和虚拟模态综合法的高频冲击响应分析方法

为了分析结构受到高频冲击载荷激励后的瞬态响应,提出了一种基于能量有限元法（EFEM）和虚拟模态综合（VMSS）法的高频冲击响应分析方法。通过能量有限元法进行高频稳态分析,获得结构频响函数（FRF）的频段平均值,然后结合虚拟模态综合法得到虚拟模态振型系数,最后通过Duhamel积分获得结构在高频冲击载荷作用下的瞬态响应。对一简支梁模型进行算例分析,将本文方法的结果与传统有限元法（FEM）和统计能量法（SEA）的分析结果进行对比,验证了所提方法的有效性,也表明该方法具有模型简单、分析速度快等优点。     

轴系非线性振动解析模型研究

针对高速柔性轴系振动中线性与非线性的耦合作用，定义了非线性尺度因子ε，构建了轴系振动耦合作用模型.该模型拓展了经典线性模型的研究思路，重点探讨轴系的非线性响应.应用多尺度法推导了转子非线性振动的通频解析解的Fourier级数形式，同时给出了非线性固有频率和基频近似频响方程（FRE）.通过实验验证了同尺度条件下（ε=1），通频解析解及基频近似频响方程的非线性特性，以及解析耦合振动模型与通频解析解的合理性和有效性.      

模态试验中频响函数估计的改进

一般模态试验分析的频响函数估计H_1是真实频响函数的有偏估计,是真实频响函数的下限。当系数共振时将引起随机激励功率谱下降,增大H_1的偏差。文章针对单自由度(SDOF)模型曲线拟合和多自由度(MDOF)模型曲线拟合提出两种频响函数估计。一种在共振点附近得到偏差最小的频响估计H_1,另一种在整个宽带频率范围内得到数据分布均匀,偏差较H_1和H_2小的频响函数估计H_o。文章分析这三种频响函数估计误差,并给出悬臂梁试验分析结果,最后指出在模态试验中得到H_1和H_2是一个好的决策。     

基于加速度频响函数小波分解的模型修正方法

为提高模型修正效率，满足修正方法对于实测环境噪声的鲁棒性，将Kriging模型和小波分解引入加速度频响函数模型修正。首先，将加速度频响函数进行小波分解，用得到的第1层幅值较大的小波系数来表征原频响函数。其次，采用拉丁超立方抽样对初选待修正参数进行设计，根据设计结果对各参数进行灵敏度分析，从而确定模型修正的待修正参数，以待修正参数作为Kriging模型输入，所对应的小波系数作为Kriging模型输出，通过混合灰狼算法寻得最优Kriging模型相关系数，建立精确有效的Kriging模型。最后，以目标加速度频响函数小波分解的小波系数与Kriging模型输出的小波系数差值最小为目标，通过水循环算法求解模型待修正参数。数值算例表明，所提模型修正方法具有良好的修正效果，即使在加速度频响函数中加入信噪比为5 dB的高斯白噪声时，修正误差也低于4%，证明了该方法对于随机噪声的鲁棒性。     

基于KNN的机床刀尖点频响函数预测

加工颤振是影响工件表面质量、加剧刀具磨损和降低机床寿命的重要原因,颤振抑制一直以来都是学术界和工业界关注的重点。稳定性叶瓣图是现有颤振抑制方法的重要依据,而机床刀尖点频响函数是绘制稳定性叶瓣图的主要输入。锤击试验法是目前获取刀尖模态参数最为准确的方法,但是在机床结构变化频繁的应用场景下,该方法效率低,机床需要长时间停机,难以满足实际生产要求。提出了基于KNN的机床刀尖点频响函数预测方法,将锤击试验法和KNN算法相结合,大幅减小了锤击试验的次数,同时准确获得机床刀尖点频响函数。在试验验证中,将该方法和传统RCSA方法进行对比,结果表明所提方法具有良好的准确度。     

精密圆台法测量圆弧半径

1显微镜上测量圆弧半径R的原理a．弓高弦长法（见图1）R＝L2／（8SH）＋H／2b．增大弦高法（见图2）C．坐标法（见图3）R＝BC／2·sinB其它还有几种方法，例如：R镜头法、米字线相切法等，其精度都比上述方法低。为了提高圆弧半径的测量精度，《计量技术》1986年12期介绍了“增高法”，即本文的b法。由于短圆弧的半径一般较大，而孤长和弦高较短．以上方法都很难满足半径的公差要求。多次测量中，所算出的半径值不稳定就足以说明这个问题。为了提高圆弧半径的测量精度，必须寻求新的测量方法。2精密圆台法测量圆弧半径将被测圆弧置于“…     

基于随机激励的某机匣模态实验与分析

用模态实验的方法对某型飞机发动机机匣的模态参数进行了识别。考虑噪声对频响函数的影响,在功率谱分析时,导出了噪声影响情况下的功率谱表达式,利用这个表达式计算了频响函数并最终用来提取模态参数。引入预实验方法用于机匣模态参数的探测中,以确定机匣上各个测点和激振器激振点的合理布置。考虑到实际工作时的激励情况,在实验台上用白噪声随机激励来模拟环境激励,对机匣进行了模态实验。与计算模态相比,用实验模态方法提取模态参数,避免了复杂的有限元建模与仿真,并能用相干函数来检验测得的实验数据的有效性。实验模态分析表明,得到的模态参数对于进一步改进机匣设计、分析其振动、疲劳寿命特性等具有重要的意义。      

相关分析技术在工程测量中的应用分析与研究

相关分析法是信号分析和工程测量中重要的技术方法。通过理论分析和数学仿真研究了两种相关法测量——相差法相关测量和时差法相关测量的理论基础和适用条件。相位差法相关测量要求源信号为单一频率的简谐信号，适宜测量较小的时差。时差法相关测量要求源信号为非单一频率的宽频带信号，适宜测量较大的时差。源信号的带宽越宽，互相关函数的峰值点的峰值优势越大，其测量的抗干扰性能越好。     

燃烧与流场在线测量诊断方法研究进展

介绍了上海理工大学颗粒与两相流测量研究所近年来在燃烧和流场在线测量诊断技术方面的研究进展,包括：改进基于光纤光谱仪的火焰辐射温度测量技术,提高火焰温度的测量精度与范围并反演出火焰辐射率及液体燃料组分;辐射与吸收光谱相结合测量脉冲燃烧火焰温度和水蒸气浓度;基于激光诱导荧光法测量喷雾液滴温度;强烟尘水滴干扰条件下基于差分吸收光谱法（DOAS）测量排放污染气体（SO2和 NOx ）浓度;基于饱和蒸汽原理的光谱法研制汞连续排放监测标准系统;光谱法与图像法结合测量高温物体温度场;基于单帧单曝光图像法测量多相流速度场与粒度分布;基于可调谐半导体激光吸收光谱法（TDLAS）同步测量液态纯水水膜蒸发过程中液态参数（水膜厚度及温度）与气态参数（水膜上方水蒸气的温度）等。     

激光—超声旋涡测量技术

综述了激光－超声旋涡测量技术的特点,详细介绍了目前国内外采用的两种实用测量技术（超声脉冲信号法和超声连续信号法）并给出了细长三角翼和函道风扇流场的应用测量结果。     

一种爆膜式动压测量校准系统

研制了一种结构简单的爆膜式动态压力测量的校准系统，用于频响不大于１ｋＨｚ的动态压力测量系统的动态特性校准。实验表明：其信号发生器能够产生足够的频率成份用于激励；系统只需一次实验便可得到被校系统的频响特性，方法简便。     

机翼滚摆非定常流场的PIV测量

对后掠角为 ８０°的三角翼模型在迎角为 α＝ ３５°时的自激滚摆（ｗ ｉｎｇ ｒｏｃｋ）非定常流场首次采用粒子图像测速仪 Ｐ Ｉ Ｖ（ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｍ ａｇｅ Ｖｅｌｏｃｉｍ ｅｔｒｙ）进行瞬态全场速度场测量。对应的 Ｒｅ数为 Ｒｅ＝ １．０１ 和２１１ ×１０５ ，自激频率为３３ Ｈｚ 和３９ Ｈｚ，滚摆振幅为±２０°，测量截面为 Ｘ／ Ｌ ＝ ０．５２５ 和０７７５ 。每幅图像计有 １５１２８ 个速度矢，空间分辨率为０５ｍ ｍ 。图像采样频率１０ Ｈｚ。测量结果表明，不仅三角翼前缘涡在模型滚摆运动时相对翼面位置的迟滞特性、而且涡强的动态迟滞特性是引起和维持自激滚摆的主要原因。     

医用泄漏电流测量网络的校准技术研究

研究了GB 9706.1-2007医用泄漏电流测量网络的校准技术。分析了在DC~1MHz频率范围内校准测量网络的输入阻抗和传输特性的必要性,指出测量网络具有准确的频响特性是实现泄漏电流测量的先决条件;提出了测量网络的校准方法,并分析了测量网络的频响参数标准值。通过分析测试线分布电感对传输特性校准的影响,指出电压表高频共模抑制能力的不足将带来显著的误差。基于DDS、I-V转换和隔离测量等技术,研制了一款多功能的泄漏电流校准仪,能够实现测量网络的输入阻抗和传输电压比的自动扫频校准,满足医用泄漏电流测试仪的校准需要。     

双毛细管法高温气态环己烷黏度测量研究

为了探索双毛细管法在碳氢燃料高温气态黏度测量中的应用,本文采用双毛细管法测量了亚临界压力下环己烷的高温气态黏度。测量温度范围：301.9 K-567.1 K（间隔约10K）;压力范围：0.5MPa-4.0MPa（间隔1.0 MPa）。考虑螺旋管圈的二次流效应,使用基于雷诺数（Re）或迪恩数（De）的函数关系式对黏度测量结果进行离心修正。在测量参数条件下,气态环己烷的雷诺数Re ≤ 1984.5。研究表明：双毛细管法测量环己烷液态和气态黏度时,螺旋管圈的二次流效应具有显著差别;液态环己烷的离心修正系数小于 4.32%,气态环己烷的离心修正系数最高达到 49%;离心力二次流效应是影响环己烷气态黏度测量精度的最重要因素;离心修正关系式的准确度对环己烷气态黏度测量结果的不确定度产生显著影响。