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研究生:羅鴻生
研究生(外文):Luo, Hon-Seng
論文名稱:凝膠棒撞擊壓克力平板之動態反應研究
論文名稱(外文):TRANSIENT RESPONSE OF JELLY ROD IMPACT ON AN ACRYLIC PLATE
指導教授:鄭泗滄鄭泗滄引用關係
指導教授(外文):Jenq Syh-Tsang
學位類別:博士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:航空太空工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1996
畢業學年度:84
語文別:中文
論文頁數:190
中文關鍵詞:黏彈性材料系統參數識別模態分析實驗撞擊負載重建
外文關鍵詞:VISCOELASTICITYIDENTIFICATIONMODAL TESTINGIMPACT FORCE
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中文提要 本論文內容包括三部份與計算機輔助試驗有關的實驗設
計及程序之建立。以供飛機零組件鳥擊問題分析及試驗時之參考。 第一
部分是研究在碰撞環境下凝膠材料之機械(超彈及超黏彈)性質。包括:
材料準靜力實驗及 動態、黏彈性質的識別。材料動態實驗以可見光追蹤
器 進行振動試驗。以簡單矩陣調適 方法萃取模數參數並決定其結構,為
解決Buchanan零值偏差 對參數識別精確性的影響,推演廣義矩陣調適法(
GMA)以精練參數。在定量分析方面: 動態試驗預測之靜力模數與準靜模
數比較誤差為3.3%。定性分析方面:複變模數的 分析結構為Kelvin模式
,與Nishinari研究結果相合。最後以迴歸的參數重建傳遞率 並與量測值
比較,誤差除少數共振頻率以外大致相符。 第二部份研究用壓電薄膜感
測結構反應之實驗模態分析方法。包括:壓電薄膜結構特性方程式組成,
含高、低頻域餘值(Residual)之考量。為解決撞擊負載之零值現象及其對
量測數據的影響,本文推演共軛函數合計(CFS)之方法,以消減奇異值並
解決非物理的(計算的)模態參數識別問題。在平板 模態分析實驗總共進
行了16 種狀況。兩組感應器的應用結果:自然頻率之最大相差是 0.6
%,阻尼最大相差是5.8 %。摸態正交性質檢驗最大相差1.8 %。兩組模態
向量保証 標準矩陣在第一振模的平均相似性高達0.9835,第二振
模0.9979。第三部份研究:凝膠棒撞擊壓克平板時撞擊負載的重建技術。
在單點力重建方面,以薄膜反應重建撞擊負載與計力器量測值比較 結果
相近似。在分佈力方面,用凝膠棒擺動方法進行撞擊實驗。 得到之20點
等效力較單點等效力較少雜訊,與 Starkey 及 Merrill (1989) 結論相
似,提供了可能解決劣態問題方法及程序。
英 文 提 要This thesis reports three computer-aided testing
procedures of jelly rodimpacting on an acrylic target plate. (1)
The first part deals with thedetermination of jelly material
properties. The hyper-elastic propertiesare regressed from
static test. Vibration test are executed with opticaltracker.
The structure of complex modulus, Buchanan biases and
materialparameter are identified by Generalized Matrix
Adaptation (GMA) method. Thestructure of jelly is proved to be
Kelvin model. The reconstructed inputfrom Kelvin model is well
fitted with the measured data. (2) The second partof this thesis
is composed of (a) to apply a piezo-film (PZF) to measure
thestructure modal properties, (b) study Conjugate Summation
Function method (CSF)to reduce the singular value noises. The
difference of measured naturalfrequency and damping ratio
between accelerometer (Acc) and PZF are0.6 % and 5.8 %. The
average value of modal assurance criterion matrix are0.9835 and
0.9979 for the first and second mode. (3) The third part of
thisthesis reconstructs the impact load between jelly rod impact
on an acrylicplate. The calibrated load from impact hammer and
plate impact responses fromAcc & PZF are recorded by using a 21
channel tape recorder. The 20 equivalentforce point results are
less noise contaiminated than the single force point.
封面
目錄
表目錄
圖目錄
符號
第一章 緒論
1.1 研究動機
1.2 問題陳述
1.2.1 計算力學方面
1.2.2 力學實驗技術方面
1.2.3 結構可靠度方面
1.3 文獻回顧
1.4 論文概要
第二章 凝膠試件準備及材料靜力實驗
2.1 凝膠試件製作
2.1.1 試件製模程序
2.1.2 試件烹調程序
2.1.3 試件脫模程序
2.2 凝膠材料之組成律
2.2.1 凝膠材料之黏彈性質
2.2.2 凝膠材料之超彈性質
2.3 凝膠材料靜力實驗
2.4 凝膠材料比重測試
2.5 結果及討論
第三章 凝膠材料動態、黏彈性質識別
3.1 非參數及參數方法
3.1.1 非參數模型識別方法
3.1.2 參數模型識別方法
3.2 複變模數函數之測試理論
3.2.1 強制振動測試法
3.2.2 共振測試法
3.3 振動實驗設計及程序
3.4 複變模數參數萃取
3.4.1 複變模數參數及其限制
3.4.2 簡單矩陣調適法
3.4.3 模數之數模結構分析
3.5 複變模數參數精鍊
3.5.1 廣義矩陣調適法
3.5.2 數值應用範例
3.5.3 整體數據縮減程序
3.6 結果及討論
第四章 壓電薄膜感應結構之實驗模態分析
4.1 壓電薄膜感應器
4.2 動力平衡器設計及製作
4.3 模態分析實驗設計及程序
4.4 結構動態特徵方程式
4.5 模態參數估計技術
4.5.1 自然頻率及阻尼計算-共軛合計函數法
4.5.2 模式型態計算
4.5.3 模態向量有效性分析
4.6 結果及討論
第五章 軟質結構碰撞之負載重建
5.1 度、量、衡問題
5.2 撞擊負載頻譜之零值現象
5.3 負載重建之數學模型
5.4 撞擊實驗設計及程序
5.5 撞擊負載函數縮減技術
5.5.1 批次處理方式
5.5.2 迴歸處理方式
5.6 結果及討論
第六章 結論
6.1 材料實驗方面
6.2 模態實驗方面
6.3 撞擊實驗方面
附錄一
附錄二
參考文獻
自述
其他
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