[发明专利]一种基于相位差的动载荷频域识别方法

权利要求书

1.一种基于相位差的动载荷频域识别方法，其特征在于，所述的识别方法具体为：

步骤一、在目标结构体上设置多个测量点，获取测量点在一个或多个集中载荷作用下产生的加速度或者位移响应；

步骤二、对响应信号进行傅里叶变换，求得激励信号的频率分布及响应信号的幅值和相位；

步骤三、针对每个频率进行单独分析，求得两个响应点之间的相位差，然后根据动力学模型建立基于频响函数的相位差模型，该模型的相位差和之前求得的相位差在数值上等价，求解出激励的位置，最后根据位置信息得到激励的幅值和相位。

2.根据权利要求1所述的一种基于相位差的动载荷频域识别方法，其特征在于，所述的步骤三具体为：

若激励信号为F(ω,θ,A)的正弦信号作用在x_a处，结构上任意点x的响应为

u(ω,θ,A)＝h(ω)F(ω,θ,A)

其中ω、θ、A表示频率、相位和幅值，u表示位移响应，h表示频响函数，，由于阻尼的存在，h(ω)为复数；

u(θ)＝angle(h(ω))+F(θ)

其中u(θ)表示位移响应的相位，F(θ)表示激励信号的相位，angle(h(ω))表示因阻尼的阻碍，导致响应的相位的滞后量；

若在结构上分别取两个响应点x₁和x₂，则两点处的响应相位分别为

u₁(θ₁)＝angle(h₁(ω))+F(θ)

u₂(θ₂)＝angle(h₂(ω))+F(θ)

可得响应点之间的相位差为

Δθ＝u₁(θ₁)-u₂(θ₂)

＝angle(h₁(ω))+F(θ)-angle(h₂(ω))-F(θ)

＝angle(h₁(ω))-angle(h₂(ω))

上式中Δθ表示两个响应点之间的相位差，实验获取两个响应点的相位差为θ₁-θ₂，和推导出的Δθ等价，即

Δθ(x_a)＝θ₁-θ₂

f＝|Δθ(x_a)-(θ₁-θ₂)|＝0

再利用数值求解方法求解f，可以得到激励点的位置x_a

已知位置x_a的情况下，

u(A)＝abs(h(ω))F(A)

u(θ)＝angle(h(ω))+F(θ)

其中abs(h(ω))表示响应信号和激励信号的幅值比，F(A)、u(A)分别表示激励信号的幅值和响应信号的幅值，利用上述公式可以直接求解出激励信号的幅值和相位。