基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)主分量瞬時(shí)特性的非線性結(jié)構(gòu)模型修正.pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)在面臨惡劣的自然環(huán)境和極端荷載作用時(shí),常常會(huì)表現(xiàn)出明顯的非線性特征,以及復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)行為。而基于線性假設(shè)理論的模型修正方法則難以實(shí)現(xiàn)對(duì)這種非線性結(jié)構(gòu)模型的修正。論文提出了一種基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)主分量的瞬時(shí)特性的非線性結(jié)構(gòu)模型修正方法。首先,通過(guò)離散解析模式分解將非線性結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)的每一主分量分離出來(lái),結(jié)合希爾伯特變換構(gòu)造出結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)主分量的解析信號(hào),提取每一主分量的瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)幅值。然后,建立基于實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)和非線性模型

2、關(guān)于瞬時(shí)特征參數(shù)殘差的目標(biāo)函數(shù)。最后,通過(guò)模擬退火全局最優(yōu)算法對(duì)建立的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,通過(guò)最小化目標(biāo)函數(shù)值來(lái)獲得最優(yōu)的非線性模型參數(shù)。
　　為了驗(yàn)證本文所提出的非線性結(jié)構(gòu)模型修正方法的有效性,對(duì)一三層的非線性剪切型結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬。論文中,假設(shè)三層非線性結(jié)構(gòu)模型為Bouc-Wen滯回模型,通過(guò)修正Bouc-Wen滯回模型的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的非線性模型修正。在數(shù)值算例中,分別研究了在地震荷載和簡(jiǎn)諧荷載作用下、不同水平噪聲影響下的結(jié)

3、構(gòu)非線性模型修正。數(shù)值結(jié)果表明,利用離散解析模式分解可以設(shè)計(jì)離散時(shí)程響應(yīng)的時(shí)變?yōu)V波器,從而利用設(shè)計(jì)的時(shí)變?yōu)V波器可以提取出結(jié)構(gòu)主分量,通過(guò)希爾伯特變換,可以構(gòu)造出結(jié)構(gòu)的解析信號(hào),并獲得結(jié)構(gòu)的瞬時(shí)幅值和瞬時(shí)頻率。利用提取的振動(dòng)響應(yīng)瞬時(shí)幅值和瞬時(shí)頻率,通過(guò)論文提出的非線性模型修正方法,實(shí)現(xiàn)了非線性結(jié)構(gòu)Bouc-Wen模型的非線性參數(shù)修正。
　　為了進(jìn)一步驗(yàn)證論文所提理論與方法,利用一七層鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)和一輸電結(jié)構(gòu)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果,