【正文】 步確定載荷的時(shí)間歷程。頻域法包括兩種基本方法:頻響函數(shù)矩陣求逆法和模態(tài)坐標(biāo)變化法。在頻域中識(shí)別載荷的研究比較早，主要利用激勵(lì)和響應(yīng)間頻響函數(shù)的求逆實(shí)現(xiàn)，識(shí)別原理簡(jiǎn)單、直觀，便于應(yīng)用。前者根據(jù)頻響函數(shù)及模態(tài)參數(shù)在頻域中進(jìn)行識(shí)別，后者直接在時(shí)域中進(jìn)行。常規(guī)的載荷識(shí)別方法是將載荷假定為確定性的，用測(cè)量的響應(yīng)數(shù)據(jù)來識(shí)別載荷[‘2，’3]。但由于受工作環(huán)境的約束，應(yīng)起這些振動(dòng)的載荷通常無法真接測(cè)量或者測(cè)量比較困難，而他們的響應(yīng)信號(hào)則往往是很容易測(cè)得。載荷識(shí)別的研究開始于七十年代中期，最早出現(xiàn)在航空工業(yè)，隨著飛機(jī)飛行性能要求的提高，在飛機(jī)設(shè)計(jì)中大量采用了復(fù)合材料，為了更好地掌握材料的受載狀況，強(qiáng)烈要求了解飛機(jī)的飛行載荷，用于研究直升機(jī)飛行時(shí)螺旋槳主軸所受到的力，從而提出了載荷識(shí)別的課題。載荷的確定在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的力學(xué)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、故障診斷中十分重要，他為結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)計(jì)算、設(shè)計(jì)與分析、結(jié)構(gòu)疲勞模擬實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力修改與優(yōu)化提供可靠的依據(jù)，可為減小振動(dòng)、提高結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性提供確切的環(huán)境條件。然而對(duì)于許多實(shí)際工程結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)本身的復(fù)雜性和所受環(huán)境的限制等原因，其所受的外載荷是難以直接測(cè)量的，有時(shí)甚至是不可能直接測(cè)量的，這就需要用到載荷識(shí)別的方法來確定外載荷。載荷的測(cè)定方法有直接測(cè)定法和間接測(cè)定方法，前者通過使用某種傳感器直接測(cè)出載荷信號(hào)或與之相關(guān)的參數(shù)，將其轉(zhuǎn)化為電量，經(jīng)過后續(xù)一系列處理即可得到載荷的大小。與之相反的振動(dòng)問題，既由系統(tǒng)的響應(yīng)來反求系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、動(dòng)態(tài)激勵(lì)及與之相關(guān)的一些問題稱為振動(dòng)逆問題[’“l(fā)。結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題可大致分為正問題和逆問題兩大類。后處理結(jié)果通過后處理器寫入數(shù)據(jù)庫。模型數(shù)據(jù)通過前處理器寫入數(shù)據(jù)庫。在分析完成之后計(jì)算結(jié)果的圖形顯示立即可用于分析檢驗(yàn)。ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)于一體的大型通用有限元分析軟件[9]。不僅在固體力學(xué)領(lǐng)域、而且在其他連續(xù)介質(zhì)領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用，解決了越來越多的工程問題有限元法[5]。到上個(gè)世紀(jì)70年代，在這個(gè)時(shí)期有限元方法也從變分學(xué)里找到了數(shù)學(xué)依據(jù)。實(shí)際上。雖然有限元的概念早在40年代就有人提出，但由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)尚未出現(xiàn)，它并未受到人們的重視。并應(yīng)用邊界條件、初值條件和負(fù)荷，從而求解結(jié)點(diǎn)的位移分量，然后得到其他重要的信息如主應(yīng)力，位移等。并對(duì)每個(gè)單元根據(jù)分塊近似的思想，假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)近似地表示單元內(nèi)位移的分布規(guī)律，再利用力學(xué)理論中的變分原理或其他方法，建立結(jié)點(diǎn)力與位移之間的力學(xué)特性關(guān)系，假設(shè)代表單元解的近似連續(xù)函數(shù)，得到一組以結(jié)點(diǎn)位移為未知量的代數(shù)方程，對(duì)單元建立方程，將單元組合成總體的問題，構(gòu)造總體剛度矩陣。當(dāng)連續(xù)體受到外力作用發(fā)生變形時(shí)，組成它的各個(gè)單元也將發(fā)生變形，因而各個(gè)結(jié)點(diǎn)要產(chǎn)生不同程度的位移，這種位移稱為結(jié)點(diǎn)位移。顯然，單元之間只能通過結(jié)點(diǎn)來傳遞內(nèi)力。離散化的組合體與真實(shí)彈性體的區(qū)別在于:組合體中單元與單元之間的聯(lián)接除了結(jié)點(diǎn)之外再無任何關(guān)聯(lián)[“]。其基本思想[7]是將連續(xù)的求解區(qū)域離散為一組有限個(gè)并且按一定方式相互聯(lián)結(jié)在一起的單元的組合體，簡(jiǎn)稱離散化。CRH2300型動(dòng)車組拖車轉(zhuǎn)向架測(cè)力畢業(yè)論文目 錄1 有限元方法簡(jiǎn)介2 應(yīng)力集中方法 有限元建模 模型的建立 計(jì)算結(jié)果及分析3 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架有限元分析 CRHZ一300型拖車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 側(cè)梁組成 橫梁組成 作用在轉(zhuǎn)向架上的載荷系4 測(cè)力構(gòu)架方案設(shè)計(jì) 浮沉載荷系 側(cè)滾載荷系 第二類設(shè)計(jì)方案評(píng)估 第三類設(shè)計(jì)方案評(píng)估5 結(jié)論與展望1 有限元方法簡(jiǎn)介有限元法【5，6]是求解數(shù)學(xué)物理問題的一種數(shù)值計(jì)算近似方法。有限元法是以變分原理為基礎(chǔ)，將研究對(duì)象離散成有限有限多個(gè)單元體，通過分析得到一組代數(shù)方法，進(jìn)而求得近似值。這些單元僅在頂角處相互聯(lián)接，稱這些聯(lián)接點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)。但是這種聯(lián)接要滿足變形協(xié)調(diào)條件，即不能出現(xiàn)裂縫，也不允許發(fā)生重疊。通過結(jié)點(diǎn)來傳遞的內(nèi)力稱為結(jié)點(diǎn)力，作用在結(jié)點(diǎn)上的荷載稱為結(jié)點(diǎn)荷載。在有限元中，常以結(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量。然后利用插值函數(shù)確定單元集合體上的場(chǎng)函數(shù)。顯然，如果單元滿足問題的收斂性要求，那么隨著縮小單元的尺寸，增加求解區(qū)域內(nèi)單元的數(shù)目，解的近似程度將不斷改進(jìn)，近似解最終將收斂于精確解。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元法在各個(gè)工程領(lǐng)域中不斷得到深入應(yīng)用。在所有連續(xù)介質(zhì)問題中，幾乎都可見到有限元法。離散數(shù)學(xué)、廣義變分、收斂分析等數(shù)學(xué)內(nèi)容也開始向有限元法中滲透，使有限元法如虎添翼。目前，世界上有90%的機(jī)械產(chǎn)品和裝備都采用有限元方法進(jìn)行分析，進(jìn)而進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，有限元分析已成為替代實(shí)物試驗(yàn)的虛擬試驗(yàn)，基于該方法的大量計(jì)算分析與典型的驗(yàn)證性試驗(yàn)相結(jié)合可以做到高效率和低成本。在進(jìn)行分析之前可用交互式圖形來驗(yàn)證模型的幾何尺寸、材料及邊界條件。ANSYS程序使用統(tǒng)一的集中式數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)所有模型數(shù)據(jù)及求解結(jié)果。載荷和求解結(jié)果通過求解器寫入數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)一旦通過某一處理器寫入數(shù)據(jù)庫，即可為其它處理器所用。正問題是根據(jù)系統(tǒng)特性和激勵(lì)確定振動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)，主要應(yīng)用有限元分析法，這是振動(dòng)理論中傳統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容。載荷的測(cè)定即為非常重要的一種逆問題。例如高壓容器中的壓力脈動(dòng)可通過直接測(cè)量容器內(nèi)壓強(qiáng)脈動(dòng)而得到。載荷識(shí)別(LoadIdentification)，顧名思義，就是根據(jù)已知的輸出和系統(tǒng)特性，求解系統(tǒng)輸入的過程，也稱為載荷確定(ForceDetermination)。在有些情況下，如疲勞壽命分析及可靠性評(píng)定領(lǐng)域中，確定真實(shí)的外載荷是十分必要的，因此，隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展，對(duì)載荷識(shí)別開展研究的呼聲日高〔川。近年來，隨著社會(huì)的發(fā)展，載荷識(shí)別已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，海洋平臺(tái)波浪載荷的確定、橋梁的車輛載荷、建筑物受到的地震激勵(lì)等、飛行器在飛行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，還有核