基于正则化方法的薄壁加筋结构载荷识别研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuji712
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运载火箭作为空天运输的主要载体,是我国在航空航天领域发展的主要方向之一。目前,运载火箭主要采用捆绑式结构,即助推火箭捆绑在火箭芯级,以提供用于提升动力和控制姿态的推力,推力的剧烈变化会对芯级产生较大冲击,而芯级属于硬壳结构,所以当助推火箭的推力有偏差时,将会影响火箭姿态控制,过大的推力偏差甚至会造成芯级的局部屈曲,最终造成破坏。因此,掌握芯级结构的载荷对提升火箭发射成功率、提高运载能力性价比和火箭结构设计具有重要的促进作用。然而在实际工程中,助推火箭对芯级的载荷信息很难直接测量,因此对简接反算载荷进行研究是必要的。载荷识别、系统参数辨识和动力特性修改等属于振动的反问题,反问题与传统正问题的分析方法不同,其是利用系统动力响应和系统的动力特性反算系统所受的激励。本文针对载荷识别过程中出现的系统矩阵不适定性,引入直接正则化方法,基于截断奇异值法和Tikhonov正则化法分别建立了加筋结构了载荷识别方法。利用结构系统信息和应变响应重构载荷。首先,在加筋平板结构上进行验证,通过对不同识别算法识别精度的对比,选择了基于广义交叉检验法的载荷识别算法。其次,以大型火箭芯级外载识别为背景,基于广义交叉检验识别算法进行了大型薄壁加筋筒段结构的静/动载荷识别,验证表明该识别算法能够很好的对载荷水平和载荷方向进行识别。最后,针对传感器布局优化,提出了基于EID方法的测点筛选方法。本文通过对静载荷和动载荷识别问题的研究,对大型薄壁加筋结构的载荷识别算法进行完善和发展。验证结果表明该识别算法具有良好的抗噪性和有效性,并且提出的测点筛选方法具有良好的有效性和适用性。
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