大型工程結構模態(tài)識別的理論和方法研究.pdf

1、工程結構的模態(tài)識別有著廣泛的應用前景,識別的模態(tài)參數(shù)能夠被用來估計結構的損傷和確定結構未來的響應,因此,該技術能使用在橋梁的健康檢測和大型建筑的主動控制中.傳統(tǒng)識別方法利用被測試的輸入和輸出數(shù)據(jù)識別結構的振動模態(tài),但是,對于大型工程結構無論是實施人工激勵還是測試外部激勵都是困難的.九十年代后期,環(huán)境振動識別方法受到廣泛的關注,該方法利用測試的振動數(shù)據(jù)識別結構的模態(tài)參數(shù),主要的識別方法有時間序列方法、ITD方法、ERA方法和隨機子空間識別

2、方法.系統(tǒng)辨識方法源于控制工程,它們利用離散的測試數(shù)據(jù)識別離散模型的模型參數(shù),并將模型參數(shù)轉換成結構的模態(tài)參數(shù).事實上,結構的振動模型是連續(xù)的動力學模型,基于連續(xù)模型參數(shù)識別的思想方法,本文提出利用離散的測試數(shù)據(jù)直接識別結構的模態(tài)參數(shù)的基本理論和方法.全面地研究環(huán)境振動識別方法的基本理論,系統(tǒng)地分析環(huán)境振動識別方法的主要方法,討論它們的優(yōu)點和不足;建立結構動力學的有限元模型和試驗模型,分析有限元模型與試驗模型之間的相互關系;改進諧波識別

3、中的MUSIC識別方法和相關函數(shù)識別方法,給出大型結構模態(tài)識別的連續(xù)型的子空間分解識別方法和相關函數(shù)識別方法,這個方法是多元諧波識別方法;提出直接識別結構的物理參數(shù)和模態(tài)參數(shù)的最小二乘方法,這個方法利用導數(shù)的近似值代替導數(shù)值,并運用最小二乘方法識別結構的物理參數(shù),討論導數(shù)近似值的選擇方法,分析算法的收斂性;通過仿真計算和模型實驗,研究高層框架結構的模態(tài)參數(shù)識別,驗證子空間分解識別方法、相關函數(shù)識別方法和最小二乘識別方法的有效性,算法的穩(wěn)