基于自然激勵技術(shù)的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別應(yīng)用研究.pdf

1、大型結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測技術(shù)是近年來的研究熱點(diǎn)之一。其中損傷診斷是其難點(diǎn)與核心問題，而目前多數(shù)的結(jié)構(gòu)損傷診斷方法都需要獲得結(jié)構(gòu)的振動特性，因此結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)識別方法都需要采用人工激勵同時獲得輸入和輸出信號，建立結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù)或脈沖響應(yīng)函數(shù)來進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識別，故只適用于小型結(jié)構(gòu)。大型結(jié)構(gòu)采用人工激勵不僅實(shí)施困難、價(jià)格昂貴并且會影響到結(jié)構(gòu)的正常使用，因此，利用環(huán)境激勵下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識別引起了人們

2、的廣泛關(guān)注。
　　 本文主要研究結(jié)構(gòu)在環(huán)境激勵下的工作模態(tài)參數(shù)識別，以便對結(jié)構(gòu)進(jìn)行在線健康監(jiān)測。首先回顧了模態(tài)參數(shù)識別基本理論與主要研究方法，為本文的后續(xù)研究工作構(gòu)建了基本的理論框架。繼而結(jié)合自然激勵技術(shù)和兩種時域模態(tài)參數(shù)識別方法，形成結(jié)構(gòu)工作模態(tài)參數(shù)識別的NExT-ITD法和NExT-ERA法，并建立了NExT-ITD法和NExT-ERA法操作流程。最后圍繞ITD法和ERA法研究了時域模態(tài)參數(shù)識別法的系統(tǒng)定階和噪聲模態(tài)剔除問題

3、。
　　 NExT技術(shù)的前提條件是結(jié)構(gòu)受到高斯白噪聲激勵，而環(huán)境激勵事實(shí)上是一種非平穩(wěn)隨機(jī)過程。為了驗(yàn)證驗(yàn)證NExT-ERA和NExT-ITD在環(huán)境激勵下工程應(yīng)用的準(zhǔn)確性和有效性，采用這兩種方法分別對一個三層框架結(jié)構(gòu)模型和一座三跨混凝土連續(xù)梁橋進(jìn)行了振動試驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)識別，聯(lián)合奇異熵增量譜和穩(wěn)定圖確定系統(tǒng)階數(shù)剔除噪聲模態(tài)，并將識別結(jié)果與頻域法識別結(jié)果和有限元計(jì)算結(jié)果相對比。識別結(jié)果證明：NExT-ERA法和NExT-ITD法均可以