專利名稱：用于獲取振動數(shù)據(jù)并對振動數(shù)據(jù)去噪聲的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主題一般涉及確定振動組件的應變分布，以及更具體地來說，涉及用于將振動組件的振動數(shù)據(jù)去噪聲的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在制造翼面和多種其他組件時，出于質(zhì)量保證的目的必須獲取翼面/組件的相對應變分布。常規(guī)技術(shù)下，通過將應變儀放置于在翼面/組件上并執(zhí)行長時間復雜的應變測試，已經(jīng)獲取了這種應變分布。但是，由于必須附接到翼面/組件表面的多個測量儀(gauge)和/或?qū)Ь€，所以翼面/組件的動態(tài)特性可能改變，從而導致含有顯著誤差的應變分布。此外，執(zhí)行此類應變測試的人工成本常常過分地昂貴。另一方面，用于獲取動態(tài)模態(tài)形狀測量的數(shù)值方法是容易獲取的，然后可以將其用于通過模態(tài)形狀的空間求導來確定相對應變。但是，實驗性獲取的模態(tài)形狀中的噪聲是不可避免的。相應地，直接空間求導將放大此噪聲，從而導致不精確的應變計算。為了移除來自實驗性獲取的模態(tài)形狀中的噪聲，已提出多種去噪聲方法，如多項式曲線擬合、仿樣(Spline)、主成分分析等。但是，這些常規(guī)方法破壞了正在測試的組件的邊界條件。從而，在使用此類方法之后，改變了問題的物理性質(zhì)(對應于組件的機械和/或動力學特性)。物理性質(zhì)的這種改變可能導致“去噪聲的”模態(tài)形狀中顯著的誤差，然后由于對模態(tài)形狀的求導以便獲取振動應變而將該誤差放大。相應地，在本技術(shù)領(lǐng)域中需要一種用于獲取測試組件的振動數(shù)據(jù)并精確地去噪聲的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
在下文描述中將部分地闡述，或可以從該描述中顯見或可以通過本發(fā)明的實踐學習到本發(fā)明的多個方面和優(yōu)點。在一個方面中，本發(fā)明主題公開一種用于對測試組件的振動數(shù)據(jù)去噪聲的方法。該方法一般可以包括獲取與測試組件的有限元模型的多個建模的模態(tài)形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)，從多個非接觸振動測量裝置獲取與測試組件的多個實驗性模態(tài)形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)，以及利用計算裝置使用多個建模的模態(tài)形狀對多個實驗性模態(tài)形狀去噪聲以創(chuàng)建測試組件的多個去噪聲的模態(tài)形狀。在另一個方面中，本發(fā)明主題公開一種用于獲取測試組件的振動數(shù)據(jù)并對其去噪聲的系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般可以包括多個非接觸振動測量裝置，多個非接觸振動測量裝置配置成在測試組件振動時檢測測試組件的振動參數(shù)。此外，該系統(tǒng)可以包括通信地耦合到這些非接觸振動測量裝置的計算裝置。該計算裝置可以包括測試組件的有限元模型，并且可以配置成基于振動參數(shù)來確定測試組件的多個實驗性模態(tài)形狀以及基于有限元模型確定測試組件的多個建模的模態(tài)形狀。而且，該計算裝置可以配置成使用建模的模態(tài)形狀對這些實驗性模態(tài)形狀去噪聲以創(chuàng)建測試組件的多個去噪聲的模態(tài)形狀。
參考下文描述和所附權(quán)利要求將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點。并入本說明書中并構(gòu)成其一部分的附圖連同用于解釋本發(fā)明多個原理的描述，說明了本發(fā)明的多個實施例。


在本說明書中給出了本發(fā)明面向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的全面且使能性公開，包括其最佳模式，該說明書參考了附圖，其中:
圖1圖示用于獲取振動測試組件的振動數(shù)據(jù)并對其去噪聲的測試系統(tǒng)的一個實施例的簡化局部視 圖2圖示用于對振動測試組件的振動數(shù)據(jù)去噪聲的方法的一個實施例的流程 圖3圖示用于執(zhí)行圖2所示的方法的特定實施例的流程圖的一個示例；以及 圖4圖示圖1所示的測試組件的放大透視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細地參考本發(fā)明的實施例，附圖中圖示了其一個或多個示例。每個示例均是以解釋本發(fā)明的方式提供，而非本發(fā)明的限制。實際上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯見到，在不背離本發(fā)明的范圍或精神的前提下可以在本發(fā)明中進行多種修改和改變。例如，可以將作為一個實施例的一部分圖示或描述的特征與另一個實施例結(jié)合使用來獲得再一個實施例。因此，本發(fā)明應涵蓋在所附權(quán)利要求及其等效物的范圍內(nèi)的此類修改和改變。一般來說，本發(fā)明主題涉及用于獲取振動測試組件的振動數(shù)據(jù)和/或?qū)ζ淙ピ肼暤南到y(tǒng)和方法。確切地來說，本發(fā)明主題公開使用振動測量裝置(例如，激光多普勒振動儀)以獲取測試組件的實驗性模態(tài)形狀。還可以使用有限元分析來獲取測試組件的電子模型的建模的模態(tài)形狀。然后可以將實驗性模態(tài)形狀投影到建模的模態(tài)形狀跨越的子空間，以識別實驗性模態(tài)形狀內(nèi)不可避免地包含的噪聲或其他污染。由此，因為建模的模態(tài)形狀滿足測試組件的幾何和力邊界條件，所以可以對該實驗性模態(tài)形狀去噪聲而不會改變原問題的整體機械和/或動力學，從而能夠為測試組件計算非常精確的應變分布?，F(xiàn)在參考附圖，圖1圖示用于獲取振動測試組件12的振動數(shù)據(jù)并對其去噪聲的測試系統(tǒng)10的一個實施例的簡化局部視圖。如圖所示，系統(tǒng)10 —般包括多個振動測量裝置14，這些振動測量裝置14配置成檢測和/或測量測試組件12的一個或多個振動參數(shù)。系統(tǒng)10還包括計算裝置16 (計算裝置16通信地耦合到振動測量裝置14)和配置成激發(fā)/振動測試組件12的一個或多個激發(fā)裝置18。振動測量裝置14 一般可以包括本領(lǐng)域中已知的、能夠檢測測試組件12在被激發(fā)裝置18振動時的振動參數(shù)(例如，速度和/或位移)的任何適合的測量裝置(接觸或非接觸的)。在若干實施例中，振動測量裝置14可以包括非接觸振動測量裝置。例如，每個振動測量裝置14可以包括激光多普勒振動儀(LDV)。正如普遍理解的，LDV可以通過將相干光束(例如，激光束)指向振動組件表面上特定點來提供非接觸振動測量。然后可以由LDV來檢測振動組件所散射的光的頻率中的多普勒頻移，據(jù)此可以獲取振動組件在特定點處的速度和/或位移的時間分辨的測量。由此，如圖1所示，在若干實施例中，每個振動測量裝置14可以配置成將相干光束20指向測試組件12的表面22，然后檢測測試組件12的振動運動所導致的光20頻率上的多普勒頻移。通過檢測此類多普勒頻移，可以確定振動測試組件12在其振動時的速度和/或位移。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該意識到，LDV—般可以提供同測試組件12在與光束20的方向平行的方向上(即，與測試組件12在光束20指向的特定點24處的表面22垂直的方向上)的速度和/或位移的定向分量對應的振動測量。因此，在若干實施例中，系統(tǒng)10可以包括三個或三個以上振動測量裝置14 (例如，三個或三個以上LDV)，它們布設(shè)在相對于測試組件12的不同位置處以便能夠同時在三個或三個以上方向上獲取振動測量。例如，如圖1所示，系統(tǒng)10包括三個振動測量裝置14，這些振動測量裝置14彼此間隔開且相對于測試組件12朝向設(shè)為使裝置14可以從不同方向?qū)⒐馐?0指向測試組件12表面22上的單個點24。由此，每個振動測量裝置14可以配置成檢測測試組件12在其振動時的速度向量(Vx, Vy, Vz)和/或位移向量(Xx，Xy, Xz)的一個定向分量，從而提供測試組件12在此單個點24處的三維振動測量。一旦在單個點24處獲取了足夠的振動數(shù)據(jù)(例如，在通過一定范圍激發(fā)頻率振動測試組件12之后)，然后可以將光束20指向測試組件12表面22上的另一個點，以便能夠在此類點處獲取進一步三維振動測量。仍參考圖1，每個振動測量裝置14可以通信地耦合到計算裝置16以便能夠?qū)⒄駝訙y量裝置14獲取的振動數(shù)據(jù)傳送到計算裝置16以用于后續(xù)處理、存儲和/或分析。例如，如圖示實施例中示出的，每個振動測量裝置14經(jīng)由如使用一個或多個通信線纜26的有線連接耦合到計算裝置16。但是，在備選實施例中，振動測量裝置14可以經(jīng)由使用任何適合無線通信協(xié)議的無線連接通信地耦合到計算裝置16。一般來說，計算裝置16可以包括任何適合的計算機、處理單元或計算機和/或處理單元的組合。因此，在若干實施例中，計算裝置16可以包括一個或多個處理器(未示出)和關(guān)聯(lián)的存儲器裝置(未示出)，其配置成執(zhí)行多種計算機實現(xiàn)的功能。正如本文所使用的，術(shù)語“處理器”不僅是指本領(lǐng)域中稱為計算機中包括的集成電路，而且是指控制器、微控制器、微處理器、可編程邏輯控制器(PLC)、專用集成電路和其他可編程電路。此外，存儲器裝置一般可以包括存儲器元件，其包括但不限于計算機可讀介質(zhì)(例如，隨機存取存儲器(RAM)、計算機可讀非易失性介質(zhì)(例如，閃存)、軟盤、壓縮盤只讀存儲器(CD-ROM)、磁光盤(MOD)、數(shù)字多功能盤(DVD)和/或其他適合的存儲器元件。此類存儲器裝置一般可以配置成存儲適合的計算機可讀指令，這些適合的計算機可讀指令在被處理器實現(xiàn)時，將計算裝置16配置成執(zhí)行多種功能，包括但不限于存儲/處理從振動測量裝置14接收的振動數(shù)據(jù)/測量、創(chuàng)建測試組件12的有限元模型、執(zhí)行模型的有限元分析、執(zhí)行本文描述的計算和/或分析等。此外，計算裝置16還可以包括通信模塊(未示出)以利于計算裝置16與所公開的系統(tǒng)10的其他組件(例如，振動測量裝置14、激發(fā)裝置18等)之間的通信。例如，該通信模塊可以包括傳感器接口(例如，一個或多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器)以便能夠?qū)⒄駝訙y量裝置14傳送的信號轉(zhuǎn)換成處理器能夠理解和處理的信號。例如，在一個實施例中，每個振動測量裝置14的輸出可以是與測試組件12在與光束22的方向平行的方向上的速度和/或位移的定向分量成正比的連續(xù)模擬信號。在此類實施例中，傳感器接口可以配置成從振動測量裝置14接收模擬信號并將此類信號轉(zhuǎn)換成計算裝置16能夠使用的數(shù)字信號。仍參考圖1，激發(fā)裝置18—般可以包括配置成激發(fā)/振動測試組件12的任何適合的裝置和/或能量源。在若干實施例中，激發(fā)裝置18可以包括非接觸裝置以便能夠?qū)⒓ぐl(fā)裝置18對測試組件12的影響減到最小。例如，如圖1所示，激發(fā)裝置18包括揚聲器，其配置成通過以不同激發(fā)頻率發(fā)射聲波來激發(fā)/振動測試組件12。應該意識到激發(fā)裝置18可以配置成從任何適合的源接收激發(fā)信號(例如，與激發(fā)裝置18要激發(fā)/振動測試組件12所采用的頻率對應的信號)。例如，在一個實施例中，激發(fā)裝置18可以(經(jīng)由有線或無線連接)通信地耦合到計算裝置16以便可以將計算裝置16生成的激發(fā)信號傳送到激發(fā)裝置。作為備選，激發(fā)裝置18可以耦合到能夠生成激發(fā)信號的任何其他源(例如，振動儀控制單元)。還應該意識到，可以使用任何適合的激發(fā)算法(如隨機、周期性啁啾(periodic chirp)、單音暫停(single tone dwell)、多音同時激發(fā)等)來將激發(fā)信號傳送到激發(fā)裝置18。此外，應該意識到，雖然測試組件12在圖1中示出為配置為燃氣渦輪的翼面組件(例如，渦輪噴嘴或葉片)，但是測試組件12 —般可以包括期望獲取其振動數(shù)據(jù)的任何適合組件。而且，如圖示的實施例中示出的，為了獲取振動測量，將測試組件12安裝和/或耦合到測試臺28。但是，由于使用非接觸振動測量裝置14(例如，LDV)提供的靈活性，還可以在測試組件12位于其典型操作環(huán)境中時現(xiàn)場(原位置)獲取振動測量。例如，可以使用非接觸振動測量裝置14、在此類組件位于操作的燃氣渦輪內(nèi)時獲取渦輪噴嘴和/或渦輪葉片的振動測量?，F(xiàn)在參考圖2，根據(jù)本發(fā)明主題的多個方面，圖示用于對振動測試組件的振動數(shù)據(jù)去噪聲的方法100的一個實施例的流程圖。如圖所示，方法100 —般包括獲取與測試組件102的有限元模型的多個建模的模態(tài)形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)，從多個非接觸振動測量裝置104獲取與測試組件的多個實驗性模態(tài)形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)，以及利用計算裝置使用多個建模的模態(tài)形狀對多個實驗性模態(tài)形狀去噪聲以產(chǎn)生測試組件106的多個去噪聲的模態(tài)形狀。下文將參考圖3的流程圖200詳細地描述所公開的方法100的特定實施例。但是，一般來說，方法100可以允許將實驗方式獲取的振動數(shù)據(jù)精確地去噪聲而不會改變測試組件的基本機械和動力學性質(zhì)，從而能夠?qū)y試組件獲取更精確的應變計算。確切地來說，通過創(chuàng)建和/或獲取具有與測試組件相同或相似的幾何形狀且滿足或基本滿足測試組件的邊界條件的測試組件的有限元模型，可以執(zhí)行有限元模態(tài)分析來獲取測試組件的建模的模態(tài)形狀。相似地，通過執(zhí)行測試組件的實驗性模態(tài)分析(例如，通過使用上文參考圖1描述的測試系統(tǒng)10)，可以獲取測試組件的實驗性模態(tài)形狀。然后可以將實驗性模態(tài)形狀投影到建模的模態(tài)形狀跨越的子空間上，正如下文將更詳細描述的，以便確定實驗方式獲取的模態(tài)形狀的什么部分實際歸因于測試組件的振動以及什么部分歸因于噪聲或其他污染。現(xiàn)在參考圖3，根據(jù)本發(fā)明主題的多個方面，圖示用于執(zhí)行所公開的方法100的特定實施例的流程圖200的一個示例。如圖所示，流程圖200分成三個部分(建模、測試和分析)，其中每個部分包括表示所公開的方法100執(zhí)行期間可能執(zhí)行的步驟、所公開的方法100執(zhí)行期間可能獲取的數(shù)據(jù)等的一個或多個框。但是，應該意識到流程圖200的具體劃分和圖3中所示的框的具體次序僅出于論述的目的而提供，以便提供所公開的方法100的一個示例。如圖3所示，在框202中，可以創(chuàng)建要測試的組件(即，測試組件12)的有限元模型。一般來說，有限元模型可以對應于具有與測試組件12相同或相似的幾何形狀的電子三維模型。例如，在若干實施例中，有限元模型可以具有與測試組件12相同的標稱幾何形狀(即，具有落在測試組件12的制造容差內(nèi)的尺寸)。此外，可以創(chuàng)建有限元模型以滿足或基本滿足測試組件12的邊界條件。例如，當測試組件12配置為燃氣渦輪的翼面組件(例如，渦輪噴嘴或葉片)時，有限元模型可以具有三個自由邊沿(例如，翼面300的每個邊沿302周圍(圖4))和一個固定邊沿(例如，翼面300耦合到渦輪轉(zhuǎn)子所在的平臺/根部304(圖4)處)。而且，還可以將測試組件12的材料屬性(例如，泊松比、楊氏模量、材料密度等)輸入到有限元模型中。應該意識到，在若干實施例中，可以在上述的計算裝置16上使用其中存儲的任何適合建模軟件來創(chuàng)建測試組件12的有限元模型。作為備選，可以在另一個裝置上創(chuàng)建模型，然后將其傳輸?shù)接嬎阊b置16以用于后續(xù)處理、存儲和/或分析。例如，可以使用坐標測量機器(CMM)掃描測試組件12或通過從現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(例如，制造商的數(shù)據(jù)庫)提取測試組件12的標稱幾何形狀來建立模型。此夕卜，如圖3所示，在框204中，可以使用計算裝置16和/或任何其他適合的處理單元對該有限元模型進行模態(tài)分析。一般來說，可以使用本領(lǐng)域中已知的任何適合的有限元分析軟件，如ANSYS仿真軟件等來進行模態(tài)分析。正如一般理解的，可以使用有限元模態(tài)分析來確定物體振動的多種模態(tài)。由此，正如框206中示出的，當執(zhí)行有限元模態(tài)分析后，可以獲取有限元模型的自然模態(tài)形狀(
Φρ和模態(tài)頻率(fj)，其中每個模態(tài)形狀(Φ])和模態(tài)頻率(fj)對應于有限元模型的不
同模態(tài)的振動(即，模態(tài)1，...j，...η)。仍參考圖3，除了進行有限元模態(tài)分析以獲取測試組件12的建模的模態(tài)形狀
)夕卜，還可以進行實驗性模態(tài)分析以獲取測試組件12的實驗性模態(tài)形狀。在若干實施例中，可以使用上文參考圖1描述的測試系統(tǒng)10來進行實驗性模態(tài)分析。由此，可以利用振動測量裝置14在測試組件12被激發(fā)裝置18激發(fā)/振動(圖3中框210)時檢測和/或測量測試組件12的一個或多個振動參數(shù)(圖3中框208)。正如上文所指示的，振動測量裝置14可以配置成在沿著測試組件12的表面22(圖1)的一個或多個位置處取得三維振動參數(shù)測量(例如，三個方向上的速度和/或位移)，如通過將三個或三個以上光束20指向測試組件12的表面22上的特定點24并檢測測試組件12振動所導致光的多普勒頻移。例如，圖4圖示圖1所示的測試組件12的放大透視圖。如圖所示，在若干實施例中，振動測量裝置14可以配置成在沿著測試組件12的表面22 (例如，翼面300的凹形壓力側(cè)表面)間隔開的多個不同測量點306處取得振動參數(shù)測量。在一個實施例中，沿著表面22的測量點306的位置和/或間距可以對應于有限元模型的節(jié)點網(wǎng)格。例如，振動測量裝置14可包括適合的LDV或能夠從外部源(例如，計算裝置16)接收和/或上載節(jié)點網(wǎng)格的其它測量裝置。在此類實施例中，每個測量點306可以對應于有限元模型的有限元節(jié)點。因此，可以將在每個測量點306取得的振動參數(shù)測量與從每個對應的有限元節(jié)點的有限元模態(tài)分析獲取的建模的振動數(shù)據(jù)匹配。應該意識到，當將有限元節(jié)點網(wǎng)格導入和/或載入到振動測量裝置14中時，期望識別測試組件22的表面22上的一個或多個錨點308，以便可以將節(jié)點網(wǎng)格精確地映射到測試組件12上。例如，如圖4所示,可以在正在測量的表面22的角部識別錨點308 (示出為直徑增大的點)，以確保每個測量點306處取得的振動測量可以對應于每個有限元節(jié)點提供的建模的振動數(shù)據(jù)。此外，應該意識到，激發(fā)裝置18可以配置成在振動測量裝置14獲取每個測量點306處的測量的同時在一定激發(fā)頻率范圍上激發(fā)/振動測試組件12。例如，在若干實施例中，激發(fā)裝置18可以配置成掃過包括有限元模態(tài)分析期間確定的模態(tài)頻率(fp的全部或一部分的激發(fā)頻率范圍。由此，可以獲取與有限元模態(tài)分析期間確定的建模的模態(tài)形狀( j)對應的測試組件12的實驗性模態(tài)形狀。確切地來說，如圖3所示，在框212中，通過在激發(fā)頻率(fj等于模態(tài)頻率(fj之一時在每個測量點306處取得振動參數(shù)測量，可以對測試組件12的振動的多種模態(tài)(即，模態(tài)1，…，i,…η)確定實驗性模態(tài)形狀(Iii)。相應地，對于測試組件12的振動的每種模態(tài)，可以對沿著測試組件12的表面22的每個測量點306獲取實驗性模態(tài)形狀和建模的模態(tài)形狀(Ψ￡,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該容易地理解，可以使用振動測量裝置14提供的速度和/或位移數(shù)據(jù)來確定實驗性模態(tài)形狀(1Fi)。此類數(shù)學關(guān)系是公知的，因此本文無需描述。

仍參考圖3，如框214所示，在獲取實驗性模態(tài)形狀和建模的模態(tài)形狀(ψ ； Φβ
后，可以使用建模的模態(tài)形狀(Φρ對實驗性模態(tài)形狀(Wi)去噪聲以確定測試組件12
的多個去噪聲的模態(tài)形狀。確切地來說，如框216所示，實驗性模態(tài)形狀(.Wi)的去噪聲可以通過如下等式(等式(I))來表示:
{ψ,Μψ1' )
其中對應于測試組件的第i個去噪聲的模態(tài)形狀(模態(tài)1...，i，…η) ’{ψJ對應于測試組件的第i個實驗性模態(tài)形狀，以及對應于第i個實驗性模態(tài)形狀中的噪聲或污染。一般來說，可以使用提供對此類模態(tài)形狀的精確去噪聲而不會破壞測試組件12的邊界條件的任何適合去噪聲過程來對實驗性模態(tài)形狀(Wi)去噪聲。但是，根據(jù)本發(fā)明主題的若干實施例，可以使用本發(fā)明主題的發(fā)明人開發(fā)的本征函數(shù)子空間投影(SSP)去噪聲技術(shù)來對實驗性模態(tài)形狀(Wi)去噪聲。SSP技術(shù)基本是參數(shù)估算去噪聲技術(shù)。不同于
常規(guī)曲線擬合技術(shù)，SSP的基函數(shù)(即，建模的模態(tài)形狀滿足或基本滿足測試組件12的邊界條件(例如，幾何形狀和力邊界條件)。由此，SSP技術(shù)提供用于在保持測試組件的機械/動力學性質(zhì)(即，不改變問題的物理性質(zhì))的同時對振動數(shù)據(jù)去噪聲的方式。相應地，可以獲取非常精確的去噪聲模態(tài)形狀(￥p，從而防止對模態(tài)形狀取微分以獲取測試組件的應變分布時的顯著誤差放大。SSP技術(shù)一般基于本征函數(shù)或模態(tài)形狀形成完整集合的理論。由此，通過使用測試組件的建模的模態(tài)形狀作為基本集合φρ.. φΛ),可以將污染的實驗性模態(tài)形狀(I1i)投影到基本集合[Φ]跨越的子空間上。然后可以將剩余部分(residual)視為噪聲或其他污染，并且可以將其移除。確切地來說，在一個實施例中，可以使用如下等式(等式⑵)將實驗性模態(tài)形狀
權(quán)利要求
1.種用于對測試組件的振動數(shù)據(jù)去噪聲的方法，所述方法包括: 獲取與測試組件的有限元模型的多個建模的模態(tài)形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)； 從多個非接觸振動測量裝置獲取與所述測試組件的多個實驗性模態(tài)形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)；以及 利用計算裝置使用所述多個建模的模態(tài)形狀對所述多個實驗性模態(tài)形狀去噪聲以創(chuàng)建所述測試組件的多個去噪聲的模態(tài)形狀。
2.權(quán)利要求1所述的方法，還包括使用所述多個去噪聲的模態(tài)形狀確定所述測試組件的應變分布。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中從多個非接觸振動測量裝置獲取與測試組件的多個實驗性模態(tài)形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)包括:從至少三個激光多普勒振動儀獲取所述數(shù)據(jù)。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中從多個非接觸振動測量裝置獲取與測試組件的多個實驗性模態(tài)形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)包括:利用沿著所述測試組件的表面的多個不同測量點處的所述多個非接觸振動測量裝置的每一個來測量振動參數(shù)。
5.權(quán)利要求4所述的方法，其中利用沿著所述測試組件的表面的多個不同位置處的所述多個非接觸振動測量裝置的每一個來測量振動參數(shù)包括: 將來自至少三個非接觸振動測量裝置的光束指向沿著所述測試組件的所述表面的特定位置；以及 使用所述至少三個非接觸振動測量裝置檢測所述光從所述特定位置散射時所述光的變化。
6.權(quán)利要求4所述的 方法，其中所述多個不同測量點對應于所述有限元模型的節(jié)點網(wǎng)格。
7.權(quán)利要求4所述的方法，其中所述振動參數(shù)包括速度測量和位移測量的至少其中之一 O
8.權(quán)利要求1所述的方法，其中利用計算裝置使用所述多個建模的模態(tài)形狀對所述多個實驗性模態(tài)形狀去噪聲以確定所述測試組件的多個去噪聲的模態(tài)形狀包括:利用計算裝置將所述多個實驗性模態(tài)形狀投影到所述多個建模的模態(tài)形狀跨越的子空間以確定所述多個去噪聲的模態(tài)形狀。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其中將所述多個實驗性模態(tài)形狀投影到所述多個建模的模態(tài)形狀跨越的子空間包括:使用如下等式將所述多個實驗性模態(tài)形狀投影到所述多個建模的模態(tài)形狀跨越的所述子空間:
10.權(quán)利要求9所述的方法，還包括使用最小均方參數(shù)估算技術(shù)來確定》y。
11.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述有限元模型具有與所述測試組件相同的標稱幾何形狀，且至少基本滿足所述測試組件的邊界條件。
12.種用于獲取 測試組件的振動數(shù)據(jù)并對所述振動數(shù)據(jù)去噪聲的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 多個非接觸振動測量裝置，其配置成在所述測試組件振動時檢測所述測試組件的振動參數(shù)；以及 計算裝置，其通信地耦合到所述多個非接觸振動測量裝置且包括所述測試組件的有限元模型，所述計算裝置配置成基于所述振動參數(shù)來確定所述測試組件的多個實驗性模態(tài)形狀以及基于所述有限元模型確定所述測試組件的多個建模的模態(tài)形狀， 其中所述計算裝置還配置成使用所述多個建模的模態(tài)形狀對所述多個實驗性模態(tài)形狀去噪聲以創(chuàng)建所述測試組件的多個去噪聲的模態(tài)形狀。
13.權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述計算裝置還配置成使用所述多個去噪聲的模態(tài)形狀以確定所述測試組件的應變分布。
14.權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述多個非接觸振動測量裝置包括至少三個激光多普勒振動儀。
15.權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述多個非接觸振動測量裝置彼此間隔開，以使每個非接觸振動測量裝置在不同方向上檢測所述測試組件的振動參數(shù)。
16.權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述振動參數(shù)包括速度測量和位移測量的至少其中之一。
17.權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述計算裝置配置成使用如下等式對所述多個實驗性模態(tài)形狀去噪聲:
18.權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括激發(fā)裝置，其配置成振動所述測試組件。
19.權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述有限元模型具有與所述測試組件相同的標稱幾何形狀，且至少基本滿足所述測試組件的邊界條件。
20.權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述多個非接觸振動測量裝置配置成檢測沿著所述測試組件的表面的多個不同測量點處的振動參數(shù)，所述多個測量點的每一個對應于所述有限元模型的節(jié)點。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“用于獲取振動數(shù)據(jù)并對振動數(shù)據(jù)去噪聲的系統(tǒng)和方法”。在一個方面中，公開一種用于對測試組件的振動數(shù)據(jù)去噪聲的方法。該方法一般可以包括獲取與測試組件的有限元模型的多個建模的模態(tài)形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)，從多個非接觸振動測量裝置獲取與測試組件的多個實驗性模態(tài)形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)，并利用計算裝置使用多個建模的模態(tài)形狀對多個實驗性模態(tài)形狀去噪聲以創(chuàng)建測試組件的多個去噪聲的模態(tài)形狀。
文檔編號G01H9/00GK103090960SQ20121040907
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者J.M.德爾沃瓦, 羅華耿 申請人:通用電氣公司