線彈性系統(tǒng)的分布動(dòng)載荷識(shí)別理論與方法.pdf

1、本文研究Euler-Bernoulli梁和彈性薄板上穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的分布動(dòng)載荷的識(shí)別問(wèn)題，期望找到簡(jiǎn)單卻重要的性質(zhì)或規(guī)律，并謀求建立新穎、簡(jiǎn)潔、有效的識(shí)別理論和方法。
　　 由于實(shí)際測(cè)量所得數(shù)據(jù)總是空間上極為有限的離散信息，遠(yuǎn)比時(shí)間上獲得的信息要少，通常達(dá)不到有限元法劃分單元所需要的基本的節(jié)點(diǎn)數(shù)，因此應(yīng)用有限元的方法不太合適；同時(shí)，線彈性系統(tǒng)上的分布動(dòng)載荷識(shí)別問(wèn)題本質(zhì)上是無(wú)限維問(wèn)題。因此，為近似識(shí)別出整個(gè)空間上動(dòng)載荷的分布情況，需要

2、應(yīng)用模態(tài)方法進(jìn)行空間坐標(biāo)的變換，并應(yīng)用有限維近似。由于測(cè)量數(shù)據(jù)為有限的離散信息，無(wú)法直接應(yīng)用Galerkin投影法進(jìn)行有限維近似，而需要將Galerkin投影法和配置投影法結(jié)合進(jìn)行有限維近似，本文將其命名為“近似投影法”。
　　 線彈性系統(tǒng)上的分布動(dòng)載荷識(shí)別是不適定問(wèn)題，而不適定問(wèn)題存在信息不足的困擾，通常需要尋找附加信息。作者認(rèn)為響應(yīng)的時(shí)間信息和空間信息之間一定隱含著重要的關(guān)聯(lián)信息，即使所獲得的響應(yīng)信息是部分而離散的。當(dāng)Eul

3、er-Bernoulli梁承受單模態(tài)分布的簡(jiǎn)諧動(dòng)載荷時(shí)，其動(dòng)載荷和響應(yīng)間呈現(xiàn)出簡(jiǎn)單而重要的時(shí)空關(guān)系，由此本文從中提出“縮放因子”的概念。
　　 自然界生物的各種感知器官本質(zhì)上都是識(shí)別系統(tǒng)，而其敏感區(qū)域總是有限卻各不相同。結(jié)合這種自然而合理的有限性識(shí)別和“重要的事物一定會(huì)產(chǎn)生重要的影響”的想法，本文提出“識(shí)別有限性”的假設(shè)。融合這種假設(shè)和縮放因子概念，從而提出“模態(tài)選擇法”并建立線彈性系統(tǒng)上穩(wěn)態(tài)分布動(dòng)載荷的識(shí)別理論?！敖仆队胺ā?/p>

4、和“模態(tài)選擇法”實(shí)質(zhì)上是對(duì)線彈性系統(tǒng)的分布動(dòng)載荷識(shí)別這個(gè)無(wú)限維不適定問(wèn)題，進(jìn)行物理概念上的策略化的正則化處理；如有必要，之后還可以運(yùn)用其它正則化方法。
　　 在線彈性系統(tǒng)的固定邊界附近，分布動(dòng)載荷識(shí)別有很大難度。如果采用系統(tǒng)固有模態(tài)或其修改型為基函數(shù)來(lái)表達(dá)動(dòng)載荷的空間分布，那么固定邊界處的動(dòng)載荷將無(wú)法識(shí)別。為此，作者提出動(dòng)載荷空間分布的“一致性表述”概念，并初步嘗試運(yùn)用Legendre多項(xiàng)式進(jìn)行表達(dá)，在固定邊界處獲得很好的效果。

5、
　　 小波變換具有分析局部信息的優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)于動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的輸入、輸出信息的變換沒(méi)有簡(jiǎn)單好用的性質(zhì)，因此應(yīng)用起來(lái)很困難。作者提出“小波近似法”識(shí)別瞬態(tài)動(dòng)載荷，獲得不錯(cuò)的效果。同時(shí)，從非零初始條件的響應(yīng)中識(shí)別瞬態(tài)動(dòng)載荷一般都有困難，作者提出“分段識(shí)別”的想法，在小波近似法中獲得很好的成功。
　　 運(yùn)用上述方法和概念，本文建立了Euler-Bernoulli梁和彈性薄板上穩(wěn)態(tài)分布動(dòng)載荷的識(shí)別理論，以及Euler-Bernou