基于相對(duì)變形分解的振型精細(xì)識(shí)別.pdf

1、振型是結(jié)構(gòu)的固有特征，彈性結(jié)構(gòu)的任意作用效應(yīng)均能以振型為空間坐標(biāo)基進(jìn)行線性展開(kāi)。振型分析可用于結(jié)構(gòu)的健康檢測(cè)、損傷識(shí)別和概念設(shè)計(jì)等，進(jìn)行振型的精細(xì)識(shí)別分析具有重要的理論意義和工程價(jià)值。振型識(shí)別的傳統(tǒng)方法主要有振型質(zhì)量參與系數(shù)法、振型方向因子法和振型動(dòng)畫(huà)觀察法等。這些方法僅能夠?qū)^為簡(jiǎn)單的振型類型進(jìn)行粗略的判別，且存在一定的局限性。
　　振型事實(shí)上是結(jié)構(gòu)一些特定的相對(duì)變形形態(tài)。將結(jié)構(gòu)變形分解理論用于振型相對(duì)變形的分解，即可實(shí)現(xiàn)振型的

2、精細(xì)識(shí)別?，F(xiàn)有的變形分解技術(shù)均以正方形、正方體單元等正則單元為對(duì)象，形狀適應(yīng)性較差。本文基于力學(xué)平衡條件和數(shù)學(xué)正交條件，推導(dǎo)出八節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)方體單元24種基本剛體位移和基本變形基向量；進(jìn)而將其組裝為八節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)方體單元的完備正交基矩陣，可進(jìn)行規(guī)則空間結(jié)構(gòu)的基本變形分解；并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)了變形分解的程序化。誤差分析表明基本變形分解所產(chǎn)生的誤差是可以滿足工程要求的。
　　定義振型基本形態(tài)指標(biāo)和相對(duì)變形指標(biāo)；其中振型基本形態(tài)指標(biāo)包括平動(dòng)系數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)系

3、數(shù)和膨脹系數(shù)；振型相對(duì)變形指標(biāo)包括相對(duì)彎曲系數(shù)，相對(duì)剪切系數(shù)和相對(duì)拉壓系數(shù)。藉此，將八節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)方體單元變形分解技術(shù)應(yīng)用于適中柱前十階振型的精細(xì)識(shí)別，從而證明了變形分解方法的正確性和優(yōu)越性，并歸納了適中柱的一般力學(xué)特征；將振型識(shí)別結(jié)果與振型質(zhì)量參與系數(shù)法和振型動(dòng)畫(huà)觀察法結(jié)果加以對(duì)比，驗(yàn)證了基于相對(duì)變形分解的振型精細(xì)識(shí)別法的正確性和優(yōu)越性。進(jìn)而，進(jìn)行了短柱振型的精細(xì)識(shí)別與命名；識(shí)別出了振型質(zhì)量參與系數(shù)法所不能識(shí)別的振型類型和耦合形式；歸納了短