基于相對變形分解的振型精細識別.pdf

1、振型是結構的固有特征，彈性結構的任意作用效應均能以振型為空間坐標基進行線性展開。振型分析可用于結構的健康檢測、損傷識別和概念設計等，進行振型的精細識別分析具有重要的理論意義和工程價值。振型識別的傳統(tǒng)方法主要有振型質量參與系數(shù)法、振型方向因子法和振型動畫觀察法等。這些方法僅能夠對較為簡單的振型類型進行粗略的判別，且存在一定的局限性。
　　振型事實上是結構一些特定的相對變形形態(tài)。將結構變形分解理論用于振型相對變形的分解，即可實現(xiàn)振型的

2、精細識別?，F(xiàn)有的變形分解技術均以正方形、正方體單元等正則單元為對象，形狀適應性較差。本文基于力學平衡條件和數(shù)學正交條件，推導出八節(jié)點長方體單元24種基本剛體位移和基本變形基向量；進而將其組裝為八節(jié)點長方體單元的完備正交基矩陣，可進行規(guī)則空間結構的基本變形分解；并通過編程實現(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)指標和相對變形指標；其中振型基本形態(tài)指標包括平動系數(shù)、轉動系

3、數(shù)和膨脹系數(shù)；振型相對變形指標包括相對彎曲系數(shù)，相對剪切系數(shù)和相對拉壓系數(shù)。藉此，將八節(jié)點長方體單元變形分解技術應用于適中柱前十階振型的精細識別，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特征；將振型識別結果與振型質量參與系數(shù)法和振型動畫觀察法結果加以對比，驗證了基于相對變形分解的振型精細識別法的正確性和優(yōu)越性。進而，進行了短柱振型的精細識別與命名；識別出了振型質量參與系數(shù)法所不能識別的振型類型和耦合形式；歸納了短