橋梁氣動彈性模型的模態(tài)參數(shù)識別.pdf

1、全橋氣動彈性模型是研究大跨橋梁風致振動性能的重要手段。為確保氣動彈性模型試驗結(jié)果能真實反應(yīng)實際橋梁結(jié)構(gòu)在大氣邊界層的風振響應(yīng)，全橋氣彈模型需要在滿足模型與原型氣動外形的同時，還需與原型結(jié)構(gòu)的動力特性保持必要的相似關(guān)系。氣動彈性模型設(shè)計時往往采用剛度等效的芯梁來模擬加勁梁的剛度，而且設(shè)計時往往忽略了一些次要因素，同時模型制作會帶來一些誤差。為驗證氣動彈性模型動力特性的保真性，模型的動力特性識別就尤為重要。在頻域內(nèi)，反映結(jié)構(gòu)動力特性的參數(shù)包

2、括模態(tài)頻率、振型、阻尼比及模態(tài)質(zhì)量；只要加勁梁的質(zhì)量、質(zhì)量矩及振型與實橋一致，模態(tài)質(zhì)量也自然而然一致。因此，本文主要進行氣動彈性模型的頻率、振型及阻尼比識別工作。基于氣動彈性模型的環(huán)境振動響應(yīng)，應(yīng)用模態(tài)識別軟件ARTeMIS中的頻域分解法(FFD)及數(shù)據(jù)驅(qū)動的隨機子空間識別(SSI)對氣動彈性模型的模態(tài)參數(shù)進行識別。論文主要工作如下：
　　 (1)在文獻綜述的基礎(chǔ)上，較為系統(tǒng)地介紹了模態(tài)參數(shù)識別的頻域分解法及隨機子空間方法的理論

3、和算法過程。討論了數(shù)據(jù)驅(qū)動隨機子空間識別方法對投影矩陣加權(quán)方法不同形成的三種不同的隨機子空間識別算法：非加權(quán)主分量算法(UPC算法)，主分量算法(PC算法)和規(guī)范變量算法(CVA算法)。
　　 (2)應(yīng)用ARTeMIS軟件對一簡支梁橋及澧水大橋的模態(tài)識別進行了數(shù)值仿真。通過不同激勵條件的無噪聲和有噪聲污染的加速度響應(yīng)，識別了模態(tài)頻率、振型及阻尼。結(jié)果表明，頻率及振型的識別結(jié)果具有良好的精度及可靠性，噪聲影響較小。但阻尼參數(shù)的識別