【碩士】結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別及其在振動臺模型中的研究

內(nèi)容簡介

　　【碩士】結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別及其在振動臺模型中的研究　　授予學位：碩士　　學位授予單位：蘭州理工大學　　學位年度：2008　　對大多數(shù)的工程問題而言，盡管模態(tài)參數(shù)識別并非是最終的目的，但卻是諸如結(jié)構(gòu)動力特性研究、結(jié)構(gòu)健康檢測、損傷識別等方面研究工作的基礎和前提，因此，其在機械工程、航天工程、土木工程等眾多領域都得到了相當?shù)闹匾暫脱芯繎?。但到目前為止，眾多的模態(tài)參數(shù)識別基本算法及其改進仍然存在一些不足之處。如以實測頻響函數(shù)擬合為主的有理分式多項式法和正交多項式法，前者存在著病態(tài)解及擬合差的問題，后者雖采用正交多項式解決了這一問題，但在基底函數(shù)轉(zhuǎn)換過程中存在較大的精度損失；又如時域內(nèi)的特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法及隨機子空間算法，Halll(el矩陣的構(gòu)建及系統(tǒng)階次的確定是識別結(jié)果精準與否的關鍵，但這兩者的確定目前暫無統(tǒng)一的方法?！　? 基于上述認識，本文對較為典型的模態(tài)參數(shù)識別算法間的共性、差異及不足之處進行了分析比較，選取部分算法進行了重點研究及程序?qū)崿F(xiàn)，并以一3層剪切型平面鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬結(jié)果及同濟大學土木工程防災國家重點實驗室12層鋼筋混凝土框架模型振動臺試驗數(shù)據(jù)為研究對象，對識別結(jié)果進行了詳細的分析、比較，以便為后續(xù)研究奠定一定的基礎。主要研究內(nèi)容如下：　　 (1)對模態(tài)參數(shù)識別技術的發(fā)展及主要模態(tài)參數(shù)識別方法的基本原理及各自的應用范圍進行了較為系統(tǒng)的綜述，總結(jié)了如頻域內(nèi)的有理分式多項式法及峰值拾取法和時域內(nèi)的特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法及復指數(shù)法等模態(tài)參數(shù)識別算法的共性、差異性及其適用條件，以為模態(tài)參數(shù)識別方法的選擇奠定一定的基礎。　　 (2)重點選擇頻域內(nèi)的有理分式多項式法和時域內(nèi)的特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法作為研究對象，對兩種算法存在的問題進行了系統(tǒng)的研究，提出了相應的解決方法，并完成了程序編寫。對于階數(shù)較低的系統(tǒng)，有理分式多項式法漏階問題可通過選用幅值歸一化權(quán)函數(shù)或虛部歸一化權(quán)函數(shù)解決；EI認法的Halll(el矩陣構(gòu)建及系統(tǒng)階數(shù)的確定問題，可通過采用構(gòu)建方陣和三種系統(tǒng)定階方法解決。通過簡單結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬算例和實驗算例的識別結(jié)果，表明采用上述相應的解決方案后可得到較為可靠的識別結(jié)果。　　 (3)以同濟大學土木工程防災國家重點實驗室完成的12層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模型的振動臺實驗實測數(shù)據(jù)為研究對象，采用本文提出的方法及程序?qū)?shù)據(jù)進行了分析處理，并與有限元分析結(jié)果進行了比較。模態(tài)參數(shù)識別結(jié)果及與有限元分析結(jié)果的對比進一步表明本文提出的方法及程序的可靠性?！　?

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