HHT方法在兩自由度體系動(dòng)力響應(yīng)特征分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文圍繞著希爾伯特-黃變換方法對兩自由度體系動(dòng)力響應(yīng)特征展開了研究. 針對HHT方法中的EMD篩分問題,本文通過大量的數(shù)據(jù)研究總結(jié)了并不是所有的數(shù)據(jù)都可以正確篩分,試驗(yàn)研究表明存在一個(gè)可篩分的數(shù)據(jù)區(qū)域邊界.在此基礎(chǔ)上,借助于Yang提出的基于Fourier變換的EMD方法,可以實(shí)現(xiàn)模態(tài)混淆信號的篩分. 研究了線性時(shí)不變2-DOF體系、以及剛度漸變與剛度突變兩種線性時(shí)變2-DOF體系在強(qiáng)迫振動(dòng)下的IMF分量與Hilbert

2、譜所蘊(yùn)含的物理意義.在簡諧波形輸入下,HHT以體系動(dòng)力響應(yīng)的不同振動(dòng)模態(tài)之間的波間組合機(jī)制來描述體系線性的力學(xué)行為,利用HHT分解出來的表征穩(wěn)態(tài)反應(yīng)的IMF分量可以獲得有關(guān)輸入的信息；而利用表征瞬態(tài)反應(yīng)的IMF分量,則可以獲得有關(guān)體系自振特性方面的信息,識別出體系的自振頻率和阻尼參數(shù).對于線性時(shí)變體系,能夠識別出時(shí)變2-DOF體系的自振頻率變化情況,從而得到體系剛度參數(shù)隨時(shí)間的變化.如果體系的輸入為地震波,HHT譜依然能夠如實(shí)地描述體系

3、在地震動(dòng)輸入下動(dòng)力響應(yīng)的能量在時(shí)頻平面內(nèi)的分布,體現(xiàn)出了其獨(dú)特的優(yōu)越性. 分析了雙線性2-DOF體系動(dòng)力響應(yīng)的Hilbert譜及Hilbert邊緣譜所蘊(yùn)含的物理意義,通過體系振動(dòng)過程中的屈服時(shí)程論述了瞬時(shí)頻率波動(dòng)所蘊(yùn)含的物理意義,以及輸入單分量簡諧波的幅值、頻率及體系的阻尼等不同因素對HHT譜的影響.得到體系的屈服時(shí)刻比卸載時(shí)刻更容易被識別出來；體系的屈服及卸載情況,在本層的輸出加速度反應(yīng)中有明顯的反映,而相鄰層的剛度變化情況反

4、映不明顯.還對地震動(dòng)輸入下體系動(dòng)力響應(yīng)的Hilbert譜及Hilbert邊緣譜、Fourier譜以及Morlet小波譜的特征進(jìn)行了探討與分析. 詳細(xì)研究了不同的等效線性單自由度(SDOF)體系動(dòng)力響應(yīng)的Hilbert譜以及Hilbert邊緣譜所蘊(yùn)含的物理意義,以及輸入單分量簡諧波的幅值等因素對這兩種譜特征的影響,并對不同等效線性化體系的動(dòng)力響應(yīng)頻譜特征的異同點(diǎn)進(jìn)行了比較,評價(jià)了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn).此外,還對地震動(dòng)輸入下等效線性單自