【碩士】結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別及其在振動(dòng)臺(tái)模型中的研究

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　　【碩士】結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別及其在振動(dòng)臺(tái)模型中的研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：蘭州理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2008　　對(duì)大多數(shù)的工程問(wèn)題而言，盡管模態(tài)參數(shù)識(shí)別并非是最終的目的，但卻是諸如結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性研究、結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)、損傷識(shí)別等方面研究工作的基礎(chǔ)和前提，因此，其在機(jī)械工程、航天工程、土木工程等眾多領(lǐng)域都得到了相當(dāng)?shù)闹匾暫脱芯繎?yīng)用。但到目前為止，眾多的模態(tài)參數(shù)識(shí)別基本算法及其改進(jìn)仍然存在一些不足之處。如以實(shí)測(cè)頻響函數(shù)擬合為主的有理分式多項(xiàng)式法和正交多項(xiàng)式法，前者存在著病態(tài)解及擬合差的問(wèn)題，后者雖采用正交多項(xiàng)式解決了這一問(wèn)題，但在基底函數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在較大的精度損失；又如時(shí)域內(nèi)的特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法及隨機(jī)子空間算法，Halll(el矩陣的構(gòu)建及系統(tǒng)階次的確定是識(shí)別結(jié)果精準(zhǔn)與否的關(guān)鍵，但這兩者的確定目前暫無(wú)統(tǒng)一的方法。　　基于上述認(rèn)識(shí)，本文對(duì)較為典型的模態(tài)參數(shù)識(shí)別算法間的共性、差異及不足之處進(jìn)行了分析比較，選取部分算法進(jìn)行了重點(diǎn)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(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室12層鋼筋混凝土框架模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析、比較，以便為后續(xù)研究奠定一定的基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容如下：　　 (1)對(duì)模態(tài)參數(shù)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展及主要模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法的基本原理及各自的應(yīng)用范圍進(jìn)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(xiàng)式法及峰值拾取法和時(shí)域內(nèi)的特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法及復(fù)指數(shù)法等模態(tài)參數(shù)識(shí)別算法的共性、差異性及其適用條件，以為模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法的選擇奠定一定的基礎(chǔ)。　　 (2)重點(diǎn)選擇頻域內(nèi)的有理分式多項(xiàng)式法和時(shí)域內(nèi)的特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法作為研究對(duì)象，對(duì)兩種算法存在的問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，提出了相應(yīng)的解決方法，并完成了程序編寫(xiě)。對(duì)于階數(shù)較低的系統(tǒng)，有理分式多項(xiàng)式法漏階問(wèn)題可通過(guò)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(rèn)法的Halll(el矩陣構(gòu)建及系統(tǒng)階數(shù)的確定問(wèn)題，可通過(guò)采用構(gòu)建方陣和三種系統(tǒng)定階方法解決。通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬算例和實(shí)驗(yàn)算例的識(shí)別結(jié)果，表明采用上述相應(yīng)的解決方案后可得到較為可靠的識(shí)別結(jié)果。　　 (3)以同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成的12層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模型的振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，采用本文提出的方法及程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行了分析處理，并與有限元分析結(jié)果進(jìn)行了比較。模態(tài)參數(shù)識(shí)別結(jié)果及與有限元分析結(jié)果的對(duì)比進(jìn)一步表明本文提出的方法及程序的可靠性?！　?

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