動態(tài)載荷識別的小波時間元法與移動載荷識別技術(shù)研究.pdf

1、在工程問題中，振動源的獲取，即結(jié)構(gòu)所受載荷的確定具重要實際意義。在大多數(shù)情況下，結(jié)構(gòu)所受載荷都是隨時間變化的，即為動態(tài)載荷，獲取準確的動態(tài)載荷是進行工程結(jié)構(gòu)可靠性和安全性設(shè)計等的重要前提。本文從結(jié)構(gòu)響應(yīng)出發(fā)，對動態(tài)載荷及移動載荷的識別方法進行研究。在動態(tài)載荷識別過程中，結(jié)合小波分析和殘值最小平方和法建立了動態(tài)載荷識別的正問題模型，并針識別過程中存在的病態(tài)性，應(yīng)用正則化方法實現(xiàn)穩(wěn)定識別;在移動載荷識別過程中，研究了分布參數(shù)梁模型的移動載荷

2、識別方法以及不同噪聲水平對該方法識別結(jié)果的影響，同時考慮了梁模型參數(shù)的不確定性對識別結(jié)果的影響。本文的主要工作如下:
　　(1)提出一種結(jié)構(gòu)動態(tài)載荷識別方法，即基于小波多分辨分析和加權(quán)殘值最小二乘時間元法的識別方法。在小波尺度下，對時域內(nèi)的動態(tài)載荷進行小波變換，獲取小波形函數(shù)描述的待識別載荷;利用結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)卷積分關(guān)系式，使得測量響應(yīng)與卷積分式計算響應(yīng)的殘值平方和最小，從而建立動態(tài)載荷識別正向模型。由于正問題模型核函數(shù)矩陣的病態(tài)性

3、以及測量響應(yīng)不可避免地包含一定的觀測噪聲，從而產(chǎn)生識別結(jié)果誤差較大的問題;本方法在識別過程中結(jié)合正則化方法，實現(xiàn)動態(tài)載荷的穩(wěn)定識別。
　　(2)針對分布參數(shù)梁模型，研究了一種基于模態(tài)力的移動載荷識別方法。該方法首先對多個測量響應(yīng)應(yīng)用模態(tài)坐標變換得到各階模態(tài)響應(yīng);然后通過Green核函數(shù)法建立各階模態(tài)響應(yīng)與模態(tài)力的正問題模型;由于正問題模型核矩陣也存在病態(tài)性，因此使用正則化方法，由模態(tài)響應(yīng)識別出模態(tài)力;最后將模態(tài)力通過坐標變換轉(zhuǎn)化為

4、空間移動載荷，從而實現(xiàn)移動載荷的準確識別。由于正則化方法具有濾噪作用，因此該方法具有良好的抗噪聲能力。
　　(3)考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)不確定性，結(jié)合區(qū)間分析研究了基于參數(shù)不確定性的移動載荷識別方法。利用區(qū)間對梁結(jié)構(gòu)參數(shù)不確定性進行建模，將移動載荷在參數(shù)區(qū)間中點處進行為泰勒展開，并結(jié)合正則化方法識別出區(qū)間中點處的移動載荷;然后，使用中心差分法對各個不確定性參數(shù)進行敏感性分析，得到敏感性曲線;最后，結(jié)合區(qū)間中點處的移動載荷和敏感性曲線，計算出