大型工程結(jié)構(gòu)模態(tài)識(shí)別的理論和方法研究.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)的模態(tài)識(shí)別有著廣泛的應(yīng)用前景,識(shí)別的模態(tài)參數(shù)能夠被用來(lái)估計(jì)結(jié)構(gòu)的損傷和確定結(jié)構(gòu)未來(lái)的響應(yīng),因此,該技術(shù)能使用在橋梁的健康檢測(cè)和大型建筑的主動(dòng)控制中.傳統(tǒng)識(shí)別方法利用被測(cè)試的輸入和輸出數(shù)據(jù)識(shí)別結(jié)構(gòu)的振動(dòng)模態(tài),但是,對(duì)于大型工程結(jié)構(gòu)無(wú)論是實(shí)施人工激勵(lì)還是測(cè)試外部激勵(lì)都是困難的.九十年代后期,環(huán)境振動(dòng)識(shí)別方法受到廣泛的關(guān)注,該方法利用測(cè)試的振動(dòng)數(shù)據(jù)識(shí)別結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù),主要的識(shí)別方法有時(shí)間序列方法、ITD方法、ERA方法和隨機(jī)子空間識(shí)別

2、方法.系統(tǒng)辨識(shí)方法源于控制工程,它們利用離散的測(cè)試數(shù)據(jù)識(shí)別離散模型的模型參數(shù),并將模型參數(shù)轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù).事實(shí)上,結(jié)構(gòu)的振動(dòng)模型是連續(xù)的動(dòng)力學(xué)模型,基于連續(xù)模型參數(shù)識(shí)別的思想方法,本文提出利用離散的測(cè)試數(shù)據(jù)直接識(shí)別結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)的基本理論和方法.全面地研究環(huán)境振動(dòng)識(shí)別方法的基本理論,系統(tǒng)地分析環(huán)境振動(dòng)識(shí)別方法的主要方法,討論它們的優(yōu)點(diǎn)和不足;建立結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的有限元模型和試驗(yàn)?zāi)Ｐ?分析有限元模型與試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭g的相互關(guān)系;改進(jìn)諧波識(shí)別

3、中的MUSIC識(shí)別方法和相關(guān)函數(shù)識(shí)別方法,給出大型結(jié)構(gòu)模態(tài)識(shí)別的連續(xù)型的子空間分解識(shí)別方法和相關(guān)函數(shù)識(shí)別方法,這個(gè)方法是多元諧波識(shí)別方法;提出直接識(shí)別結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)和模態(tài)參數(shù)的最小二乘方法,這個(gè)方法利用導(dǎo)數(shù)的近似值代替導(dǎo)數(shù)值,并運(yùn)用最小二乘方法識(shí)別結(jié)構(gòu)的物理參數(shù),討論導(dǎo)數(shù)近似值的選擇方法,分析算法的收斂性;通過(guò)仿真計(jì)算和模型實(shí)驗(yàn),研究高層框架結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別,驗(yàn)證子空間分解識(shí)別方法、相關(guān)函數(shù)識(shí)別方法和最小二乘識(shí)別方法的有效性,算法的穩(wěn)