科创中国

为了克服已有谐振式疲劳裂纹扩展试验振动系统的参数识别方式的可操作性较差、成本较高、准确性较差的不足，本发明提供一种可操作性良好、成本较低、准确性良好的基于软测量技术的谐振式疲劳裂纹扩展试验振动系统的参数识别方法。

一种基于软测量技术的谐振式疲劳裂纹扩展试验振动系统的参数识别方法，包括以下步骤：1)建立系统三自由度振动力学模型，得到动力学方程，推导得到关于系统固有频率、弹簧刚度和质点质量关系的系统频率方程；2)根据有限元方法计算出不同裂纹长度下试件的刚度，测出裂纹扩展到不同长度时系统的谐振频率；3)将不同裂纹长度时系统谐振频率值及相应试件刚度代入到系统频率方程中，得到关于待识别质量和刚度为未知数的超定方程组；4)通过最小二乘法解超定方程组，得到关于质量和刚度的非线性方程组；5)利用Newton‑Raphson公式，求解非线性方程组，识别出振动系统参数质量和刚度。本发明可操作性良好、成本较低、准确性良好。

材料科学研究领域

材料疲劳性能评估：在材料的疲劳研究中，准确测量疲劳裂纹的扩展速率是至关重要的。这种基于软测量技术的参数识别方法可以实时监测谐振式疲劳裂纹扩展试验振动系统的参数变化，从而推断出材料的疲劳裂纹扩展特性。例如，通过对不同材料在不同加载条件下的试验，可以建立材料的疲劳寿命预测模型，为材料的选择和设计提供依据。

新型材料研发：对于新型材料的开发，如高强度合金、复合材料等，需要对其疲劳性能进行全面的评估。这种参数识别方法可以为新型材料的疲劳性能测试提供一种有效的手段，帮助研究人员快速了解材料的疲劳特性，加速新材料的研发进程。

工程结构安全评估领域

航空航天结构检测：在航空航天领域，飞机、航天器等结构的疲劳寿命是影响其安全性和可靠性的关键因素。通过对这些结构进行谐振式疲劳裂纹扩展试验，并采用软测量技术识别振动系统的参数，可以实时监测结构中的疲劳裂纹扩展情况，为结构的维护和维修提供决策依据。

桥梁工程监测：对于大型桥梁等重要工程结构，疲劳裂纹的出现会严重影响其安全性。利用这种参数识别方法，可以对桥梁在使用过程中的振动进行监测，通过分析振动系统的参数变化来判断桥梁结构是否存在疲劳裂纹，并及时采取相应的加固措施，确保桥梁的安全运行。

工业设备故障诊断领域

机械设备状态监测：在工业生产中，各种机械设备在长期运行过程中可能会出现疲劳裂纹等故障。通过对设备进行谐振式疲劳裂纹扩展试验，并采用软测量技术识别振动系统的参数，可以实时监测设备的运行状态，提前发现潜在的故障隐患，避免设备突然失效造成的生产损失。

石油化工设备检测：石油化工行业中的大型压力容器、管道等设备在恶劣的工作环境下容易产生疲劳裂纹。采用这种参数识别方法可以对这些设备进行定期检测，及时发现疲劳裂纹的扩展情况，采取相应的维修和更换措施，确保设备的安全运行。

浙江工业大学是东部沿海地区第一所省部共建高校、首批国家“高等学校创新能力提升计划”（2011计划）协同创新中心牵头高校和浙江省首批重点建设高校，坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。学校坚持立德树人根本任务，以拔尖创新人才为引领、高级应用型人才为主体、复合型人才为特色，大力培养德智体美劳全面发展，富有家国情怀、国际视野、创新精神和实践能力的行业精英和领军人才。

本发明的有益效果是：本发明基于软测量技术的谐振式疲劳裂纹扩展试验振动系统的参数识别方法通过把振动系统模型简化之后，建立系统的动力学方程，推导其系统频率方程，利用有限元方法计算出不同裂纹长度下试件的刚度，利用固有频率测量实验方法测出裂纹扩展到不同长度时系统的谐振频率，把相应的试件刚度及谐振频率代入系统频率方程求解即可进行振动系统参数识别。实验可操作性强，单次实验费用较低。通过这种方法能够准确地识别出振动系统的质量与刚度。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。