傳遞率及其在運(yùn)行模態(tài)分析中的應(yīng)用.pdf

1、基于傳遞率的運(yùn)行模態(tài)分析(Transmissibility-based Operational Modal Analysis，TOMA)是近年來出現(xiàn)的一類新穎的技術(shù)，以單參考傳遞率(Single-referenceTransmissibility Function，STF)、多參考傳遞率(Multi-/Poly-reference TransmissibilityFunction，MTF)、功率譜密度傳遞率(Power Spectrum

2、 Density Transmissiblity，PSDT)或者多變量功率譜密度傳遞率(Multivariable Power Spectrum DensityTransmissibility，MPSDT)作為初始數(shù)據(jù)，在運(yùn)行條件下識別結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。基于傳遞率的運(yùn)行模態(tài)分析技術(shù)從根本上解決了廣泛存在于傳統(tǒng)運(yùn)行模態(tài)分析中的諧激勵(lì)問題，為運(yùn)行模態(tài)分析技術(shù)的發(fā)展開辟了一個(gè)新的方向。
　　雖然具有重大的意義和廣闊的應(yīng)用前景，但是基于傳遞

3、率的運(yùn)行模態(tài)分析技術(shù)的發(fā)展目前尚處于起步階段，統(tǒng)一有序的理論體系還沒有形成，一些關(guān)鍵性的問題，例如如何計(jì)算傳遞率，傳遞率之間的關(guān)系，傳遞率的性質(zhì)等還沒有得到研究，而這顯然極大地阻礙了這類技術(shù)的發(fā)展。本文試圖梳理和總結(jié)現(xiàn)有的與基于傳遞率的運(yùn)行模態(tài)分析技術(shù)有關(guān)的研究成果，并討論某些還沒有得到解決的關(guān)鍵性問題，以期初步地展現(xiàn)這類技術(shù)的理論體系。本文中所包含的主要工作如下:
　　(1)論述了單自由度系統(tǒng)中的傳遞率，以及定義于多自由度系統(tǒng)中

4、的包括多參考傳遞率(MTF)，單參考傳遞率(STF)，功率譜密度傳遞率(PSDT)和多變量功率譜密度傳遞率(MPSDT)在內(nèi)的可作為模態(tài)分析方法的初始數(shù)據(jù)的的傳遞率函數(shù)的定義和不同條件下的表述方法，說明了這些傳遞率之間的發(fā)展傳承關(guān)系。
　　(2)討論了多參考傳遞率(MTF)、單參考傳遞率(STF)和功率譜密度傳遞率(PSDT)的計(jì)算方法。提出了單參考傳遞率的合成法，數(shù)值算例的結(jié)果表明了方法的有效性。提出了功率譜密度傳遞率的合成法，

5、數(shù)值算例和實(shí)驗(yàn)案例的結(jié)果表明了方法的有效性。傳遞率合成法的結(jié)果為評價(jià)傳遞率估計(jì)方法的有效性和性能提供了依據(jù)。
　　(3)討論了多參考傳遞率(MTF)、單參考傳遞率(STF)和功率譜密度傳遞率(PSDT)的性質(zhì)。提出了單參考傳遞率的不變性，并通過數(shù)值算例和實(shí)驗(yàn)案例驗(yàn)證了結(jié)論的正確性;系統(tǒng)地探討了功率譜密度傳遞率在不同荷載條件下所具備的一些性質(zhì)，并通過數(shù)值算例和實(shí)驗(yàn)案例驗(yàn)證了結(jié)論的正確性。
　　(4)系統(tǒng)地討論了多參考傳遞率(M

6、TF)、單參考傳遞率(STF)和功率譜密度傳遞率(PSDT)與模態(tài)參數(shù)的關(guān)系。從系統(tǒng)的角度探究了功率譜密度傳遞率作為模態(tài)分析的初始數(shù)據(jù)的作用原理，并通過數(shù)值算例和實(shí)驗(yàn)案例驗(yàn)證了結(jié)論的正確性。
　　(5)系統(tǒng)地闡述了以多參考傳遞率(MTF)、單參考傳遞率(STF)和功率譜密度傳遞率(PSDT)作為初始數(shù)據(jù)的模態(tài)分析方法的原理、特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方法，并以此為基礎(chǔ)給出了現(xiàn)有的絕大多數(shù)基于傳遞率的運(yùn)行模態(tài)分析方法之間的發(fā)展傳承關(guān)系。