環(huán)境激勵下工程結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別.pdf

1、模態(tài)參數(shù)識別對于大型工程結(jié)構(gòu)的健康檢測、損傷識別、主動(模糊)控制等工程應(yīng)用具有重要意義。大型工程結(jié)構(gòu)由于體積龐大、材料蕓雜、約束條件復(fù)雜等原因，難以對其進(jìn)行人為激勵和難以對激勵信號進(jìn)行有效測量，因此，傳統(tǒng)的基于輸入輸出信號識別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的理論和技術(shù)在大型工程結(jié)構(gòu)中難以適用。環(huán)境激勵(風(fēng)荷載、大地脈動、車輛激勵等)下的大型工程結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別方法，具有無需施加人為激勵、僅對輸出信號進(jìn)行力學(xué)和數(shù)學(xué)分析、在時域內(nèi)或者頻域內(nèi)進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識別

2、，具有理論上的可信度和工程應(yīng)用上的可行性，因此該方法在工程界得到了廣泛的使用。 本文以大型工程結(jié)構(gòu)為研究對象，以近代實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析理論及環(huán)境振動識別技術(shù)為基礎(chǔ)，著重研究了兩類基于環(huán)境振動的模態(tài)參數(shù)識別方法。對隨機(jī)子空間法進(jìn)行改進(jìn)，提高了其模態(tài)參數(shù)識別精度和計(jì)算穩(wěn)定性，并對非平穩(wěn)激勵信號下的隨機(jī)子空間法模態(tài)參數(shù)識別進(jìn)行了研究，拓展了該方法的適用領(lǐng)域。對跨點(diǎn)功率譜法識別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)進(jìn)行了深入研究和分析，全面論證了該方法的理論依據(jù)，填補(bǔ)

3、了該方法在特征值識別以及其它重要模態(tài)參數(shù)識別等方面的薄弱環(huán)節(jié)，使之成為完整有效的模態(tài)識別方法，該方法不僅應(yīng)用方便、適用性廣，而且還能有效地應(yīng)用目前普遍擁有的多通道模態(tài)分析系統(tǒng)以及成熟的FFT分析技術(shù)。綜合這兩類時域內(nèi)和頻域內(nèi)的模態(tài)參數(shù)識別方法的特點(diǎn)，本文建立起一套基于環(huán)境激勵下，大型工程結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別的理論和應(yīng)用模式。通過對一些結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)測試和仿真計(jì)算，驗(yàn)證了本文中給出的模態(tài)參數(shù)識別方法在理論上具有可信度，在工程應(yīng)用上具有可行性。全面

4、地研究了環(huán)境激勵下工程結(jié)構(gòu)基于頻域內(nèi)或者時域內(nèi)的模態(tài)參數(shù)識別方法，并對這些方法的理論適用范圍和工程應(yīng)用可行性進(jìn)行了系統(tǒng)分析。研究了大型工程結(jié)構(gòu)常見激勵形式，給出了激勵信號平穩(wěn)性檢測的流程。非平穩(wěn)激勵下大型工程結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)識別方法研究對激勵信號的假定更加貼近現(xiàn)實(shí)，因此該類別的方法研究是發(fā)展方向，本文對此進(jìn)行了分析和討論。 本文的研究結(jié)果顯示，本文給出的基于環(huán)境激勵下的模態(tài)參數(shù)識別方法能夠快速、經(jīng)濟(jì)、有效地識別大型工程結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)