Un método basado en la descomposición del modo de chirrido adaptativo para la identificación modal de estructuras variables en el tiempo
Autores: Yao, Xiao-Jun; Lv, Yu-Chun; Yang, Xiao-Mei; Wang, Feng-Yang; Zheng, Yong-Xiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un método basado en la descomposición del modo de chirrido adaptativo para la identificación modal de estructuras variables en el tiempo
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Parámetros modales
Variables en el tiempo
Técnica ACMD
Frecuencias
Cresta tiempo-frecuencia
Análisis de componentes principales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los parámetros modales son características inherentes de las estructuras civiles. Debido al efecto de factores ambientales y cargas ambientales, las características físicas y modales de una estructura tienden a cambiar con el tiempo. Por lo tanto, la identificación efectiva de parámetros modales variables en el tiempo se ha convertido en un tema esencial. En este estudio, se propuso un método de identificación modal instantáneo basado en una técnica de descomposición modal de chirp adaptativa (ACMD). La técnica ACMD es altamente adaptable y puede estimar con precisión las frecuencias instantáneas de una estructura. Sin embargo, es importante destacar que se debe seleccionar un valor de frecuencia inicial previamente en ACMD. Si la frecuencia inicial se establece incorrectamente, las frecuencias instantáneas resultantes pueden carecer de precisión. Para abordar el problema mencionado anteriormente, se desarrolló inicialmente el espectro de potencia de Welch para extraer una distribución tiempo-frecuencia de alta resolución de las señales medidas. Posteriormente, se identificó el pico de frecuencia-tiempo en función de la posición de máxima energía en el gráfico de distribución tiempo-frecuencia, siendo las frecuencias asociadas con el pico de frecuencia-tiempo las frecuencias iniciales. Basándose en las frecuencias iniciales, las señales medidas con múltiples grados de libertad podrían descomponerse en componentes variables en el tiempo con un solo grado de libertad. A continuación, las frecuencias instantáneas de cada componente variable en el tiempo podrían calcularse directamente. Posteriormente, se introdujo un método de análisis de componentes principales (PCA) de ventana deslizante para derivar formas modales instantáneas. Finalmente, los datos de vibración recopilados bajo varios escenarios operativos se utilizaron para validar el método propuesto. Los resultados demostraron la identificación efectiva de parámetros modales variables en el tiempo en estructuras civiles del mundo real, sin perder modos.
Descripción
Los parámetros modales son características inherentes de las estructuras civiles. Debido al efecto de factores ambientales y cargas ambientales, las características físicas y modales de una estructura tienden a cambiar con el tiempo. Por lo tanto, la identificación efectiva de parámetros modales variables en el tiempo se ha convertido en un tema esencial. En este estudio, se propuso un método de identificación modal instantáneo basado en una técnica de descomposición modal de chirp adaptativa (ACMD). La técnica ACMD es altamente adaptable y puede estimar con precisión las frecuencias instantáneas de una estructura. Sin embargo, es importante destacar que se debe seleccionar un valor de frecuencia inicial previamente en ACMD. Si la frecuencia inicial se establece incorrectamente, las frecuencias instantáneas resultantes pueden carecer de precisión. Para abordar el problema mencionado anteriormente, se desarrolló inicialmente el espectro de potencia de Welch para extraer una distribución tiempo-frecuencia de alta resolución de las señales medidas. Posteriormente, se identificó el pico de frecuencia-tiempo en función de la posición de máxima energía en el gráfico de distribución tiempo-frecuencia, siendo las frecuencias asociadas con el pico de frecuencia-tiempo las frecuencias iniciales. Basándose en las frecuencias iniciales, las señales medidas con múltiples grados de libertad podrían descomponerse en componentes variables en el tiempo con un solo grado de libertad. A continuación, las frecuencias instantáneas de cada componente variable en el tiempo podrían calcularse directamente. Posteriormente, se introdujo un método de análisis de componentes principales (PCA) de ventana deslizante para derivar formas modales instantáneas. Finalmente, los datos de vibración recopilados bajo varios escenarios operativos se utilizaron para validar el método propuesto. Los resultados demostraron la identificación efectiva de parámetros modales variables en el tiempo en estructuras civiles del mundo real, sin perder modos.