[发明专利]管道激励源识别及其振动响应预测方法

权利要求书

1.管道激励源识别及其振动响应预测方法，其特征是：

（1）确定管路等效激励源位置，并建立管路系统的频域传递矩阵TMM模型D_tot：

根据管路系统中阀门、分支管及弯管等激励源的布置情况，确定激励源识别的位置及数目n，并假设第i个激励源的大小等于x_i(i=1,2,...n)，建立管路系统的TMM模型，任意管路系统方程均可写为下面的形式：

D_totΦ_tot=F_tot，

其中D_tot表示由管道边界条件D_b、管路系统点传递矩阵D_p和场传递矩阵D_c组成的整体传递系数矩阵，Φ_tot表示各参考点状态参量组成的总体状态向量，即由管道各参考点的流体压力、振动加速度和力矩组成的向量，F_tot表示由激励源向量F_f与管路系统点传递矩阵D_p和场传递矩阵D_c共同作用而形成的激励向量；

（2）管壁振动加速度信号采集及预处理：

在管道任意位置选取用于激励源识别的振动参考点，采集振动参考点处的管壁振动加速度信号，并通过傅里叶变换FFT将采集的时域振动加速度信号转换为频域振动加速度信号；

（3）激励源识别及等效：

在激励源等效位置施加单位激励，利用建立的TMM模型，分别计算出振动参考点的振动加速度；利用线性系统的叠加原理，将振动参考点振动加速度乘以x_i(i=1,2,...n)并叠加，叠加后的参考点振动加速度与步骤（2）得到的振动参考点频域振动加速度信号的值相等，得出激励源向量F_f；

（4）管道其他位置振动加速度的预测：

将等效激励源向量F_f带入公式TMM模型，可得到参考点的振动加速度Φ_tot，再利用管路系统其他点振动加速响应Φ_x与参考点加速度Φ_tot之间的传递关系Φ_x＝D_pD_cΦ_tot，进一步预测出管道其他任意位置的振动加速度Φ_x。

2.根据权利要求1所述的管道激励源识别及其振动响应预测方法，其特征是：所述的TMM模型可以用有限元模型和特征线模型代替。

3.根据权利要求1或2所述的管道激励源识别及其振动响应预测方法，其特征是：所述的用于激励源识别的振动参考点，布置在待预测振动加速度的管段与激励源之间。

4.根据权利要求1或2所述的管道激励源识别及其振动响应预测方法，其特征是：对于单激励源系统即i=1时，测得的振动参考点的振动加速度的频域响应与TMM求解的该参考点的振动加速度响应之间的比值即为识别的激励大小。

5.根据权利要求3所述的管道激励源识别及其振动响应预测方法，其特征是：对于单激励源系统即i=1时，测得的振动参考点的振动加速度的频域响应与TMM求解的该参考点的振动加速度响应之间的比值即为识别的激励大小。