[发明专利]基于振动电机激励的加速度传递率的结构有限元建模方法

权利要求书

1.一种基于振动电机激励的加速度传递率的结构有限元建模方法，其特征在于，所述建模方法包括以下步骤：

步骤一，建立桥式起重机结构的初始动力学有限元模型，不需要保留结构细节几何特征，并为其赋予材料属性；

步骤二，设计桥式起重机结构扫频激励测试方案，选择调速振动电机作为激励源，在电机固定座上安装一个力传感器和一个加速度传感器，在起重机主梁上均匀布置若干加速度传感器；电机调速范围至少覆盖起重机2个垂向振动模态频率；调节电机调速器，使电机从低速均匀加速到高速，同时采集力传感器和加速度传感器振动信号，然后对测试数据进行分析；

步骤三，根据步骤一中建立的初始动力学有限元模型，对其进行瞬态响应动力学分析，在桥式起重机电机安装处施加步骤二中采集到的动态激励力信号，计算起重机有限元模型上和步骤二相同4个位置点的振动加速度时域信号；

步骤四，计算步骤二试验中主梁上均布的加速度测点和振动电机安装处的加速度测点之间的传递率，并计算步骤三有限元模型中相同位置的加速度传递率：

步骤五，对步骤三所述初始动力学有限元模型进行参数修正，优化目标为仿真加速度传递率和试验加速度传递率之差的二范数，使用遗传算法进行优化，使优化目标取得最小值。

2.根据权利要求1所述的一种基于振动电机激励的加速度传递率的结构有限元建模方法，其特征在于，所述步骤二中，桥式起重机结构扫频激励测试方案为：在桥式起重机主梁上均匀布置3个加速度传感器，在电机固定座上安装1个加速度传感器，在起重机主梁上和振动电机安装处共布置4个测点位置、传感器类型为加速度传感器、测试方向为垂向响应方向、设定测试频段为预估的模态频率2倍、信号采样分辨率为所要采集模态频段上限的2.56倍。

3.根据权利要求2所述的一种基于振动电机激励的加速度传递率的结构有限元建模方法，其特征在于，所述电机为可控调速电机，其安装位置及加速度传感器测点布置位置避开模态节线位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于振动电机激励的加速度传递率的结构有限元建模方法，其特征在于，所述步骤四具体为：

设有限元模型中获取的激励点位置的振动加速度信号为Y_t1，起重机加速度响应点的加速度信号为Y_t2，则仿真加速度传递率H₁＝Y_t2/Y_t1，设试验中采集到的振动电机激励点的加速度信号为Y_t3，起重机加速度测试点的加速度信号为Y_t4，则试验加速度传递率H₂＝Y_t4/Y_t3。

5.根据权利要求1所述的一种基于振动电机激励的加速度传递率的结构有限元建模方法，其特征在于，在桥式起重机主梁上选取和试验过程中观测点位置相同的4个的测点，瞬态响应试验仅测量加速度信号的垂向分量。

6.根据权利要求1所述的一种基于振动电机激励的加速度传递率的结构有限元建模方法，其特征在于，所述的步骤四中加速度传递率选取的参考点为振动电机安装处。