2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、載荷識(shí)別問題屬于機(jī)械動(dòng)力學(xué)中的第2類逆問題,其具有嚴(yán)重的不適定性,求解難度系數(shù)較大,涉及結(jié)構(gòu)力學(xué)、數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控、信號(hào)測試等等多個(gè)學(xué)科,具有重要的科學(xué)研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。為了有效準(zhǔn)確地求解結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)載荷,基于正則化技術(shù)進(jìn)行載荷反求是比較有效可行的方法。
  首先,根據(jù)時(shí)域方法理論建立系統(tǒng)的載荷識(shí)別問題,通過Green核函數(shù)方法建立正問題方程,將動(dòng)態(tài)載荷利用一系列脈沖相疊加的函數(shù)進(jìn)行表示,并且結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)表示為輸入載荷

2、和Green核函數(shù)響應(yīng)之間的卷積分形式。由于核函數(shù)響應(yīng)矩陣的病態(tài)性和具有噪聲污染的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng),將正問題方程進(jìn)行離散成線性方程組形式,討論其不適定性及其具體解決病態(tài)方程的方法。
  其次,引入正則化技術(shù),包括Tikhonov方法,截?cái)嗥娈愔捣纸?TSVD)方法,LSQR方法等等,通過增加額外的邊界約束條件對(duì)不適定性問題求解。同時(shí),該過程涉及正則化參數(shù)的選擇問題,因?yàn)檎齽t化參數(shù)的優(yōu)劣嚴(yán)重影響這正則化求解的準(zhǔn)確性和有效性。選取正則化參

3、數(shù)的方法主要有L曲線準(zhǔn)則以及廣義交叉驗(yàn)證(GCV)方法等等。
  再次,主要通過2個(gè)結(jié)構(gòu)算例,4種載荷形式進(jìn)行數(shù)值驗(yàn)證。結(jié)果顯示,盡管L曲線準(zhǔn)則結(jié)合Tikhonov方法具有一定的載荷識(shí)別能力,但是對(duì)噪聲敏感性較強(qiáng),主要是由于Tikhonov正則化方法對(duì)奇異值的過分處理,甚至濾掉了較好的奇異值所導(dǎo)致;廣義交叉驗(yàn)證(GCV)方法結(jié)合截?cái)嗥娈愔捣纸?TSVD)方法對(duì)于一維結(jié)構(gòu),二維結(jié)構(gòu)算例的載荷識(shí)別的效果都較為理想,噪聲敏感性較弱,能夠

4、有效地改善載荷識(shí)別逆問題的病態(tài)性問題。
  最后,通過實(shí)驗(yàn)測試進(jìn)行載荷識(shí)別方法的驗(yàn)證,采用激振器對(duì)懸臂梁結(jié)構(gòu)加載正弦載荷并進(jìn)行反求,識(shí)別的效果較好,說明該方法對(duì)于實(shí)際結(jié)構(gòu)的載荷識(shí)別具有一定的有效性和可靠性。但在一些數(shù)據(jù)點(diǎn)也存在一定的誤差,說明奇異值對(duì)于實(shí)際噪聲干擾的放大作用比較明顯。
  結(jié)果表明,基于Green函數(shù)和正則化技術(shù)的載荷識(shí)別方法對(duì)仿真結(jié)構(gòu)算例和實(shí)際現(xiàn)場中的結(jié)構(gòu)的載荷都具有良好的識(shí)別能力,反求的載荷整體相對(duì)誤差較

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