橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的隨機(jī)子空間識(shí)別方法研究.pdf

1、對(duì)于運(yùn)營(yíng)中的橋梁結(jié)構(gòu),通過(guò)環(huán)境振動(dòng)測(cè)試,并運(yùn)用系統(tǒng)識(shí)別方法識(shí)別結(jié)構(gòu)的振動(dòng)模態(tài)參數(shù)是獲取橋梁固有振動(dòng)特性的重要方法.該文以基于參考點(diǎn)的隨機(jī)子空間識(shí)別方法(SSI/ref方法)為研究對(duì)象,與傳統(tǒng)的基于FFT的功率譜峰值法(PP方法)相比較,從數(shù)值試驗(yàn)和實(shí)橋驗(yàn)證兩個(gè)方面研究和探討了SSI/ref方法在橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)識(shí)別中的應(yīng)用,并編制了以SSI/ref方法為核心的橋梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析軟件.該文第一章首先介紹結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)識(shí)別、數(shù)學(xué)模型及參數(shù)

2、識(shí)別等概念,然后從時(shí)域方法和頻域方法兩個(gè)方面概述和總結(jié)了應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)的各種試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法及其特點(diǎn).最后提出該課題的研究背景及研究?jī)?nèi)容.第二章闡述了SSI/ref方法的理論基礎(chǔ)及其在結(jié)構(gòu)環(huán)境振動(dòng)分析中的應(yīng)用.首先總結(jié)了隨機(jī)狀態(tài)空間模型、結(jié)構(gòu)環(huán)境振動(dòng)下的隨機(jī)狀態(tài)空間模型、結(jié)構(gòu)環(huán)境振動(dòng)下的隨機(jī)子空間模型及基于參考點(diǎn)的隨機(jī)子空間模型等一系列模型和概念.之后闡述了基于參考點(diǎn)的隨機(jī)子空間識(shí)別方法.最后介紹了在實(shí)際應(yīng)用中非常重要的穩(wěn)定圖的概念.第

3、三章運(yùn)用數(shù)值模擬手段對(duì)SSI/ref方法進(jìn)行研究.以一個(gè)三跨連續(xù)鋼梁結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,首先計(jì)算結(jié)構(gòu)在白噪聲激勵(lì)下的加速度響應(yīng),然后運(yùn)用PP方法和SSI/ref方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析,并對(duì)兩種方法的識(shí)別結(jié)果進(jìn)行比較.同時(shí),為了更好地模擬實(shí)際的測(cè)量環(huán)境,分別向響應(yīng)信號(hào)中加入信噪比SNR分別為20dB和0dB的測(cè)量白噪聲,然后再加以分析,以考察兩種方法的抗噪聲能力.最后從模態(tài)識(shí)別能力、抗噪聲能力、模態(tài)識(shí)別結(jié)果的精度等方面對(duì)兩種方法進(jìn)行比較.另外

4、,該章還考察了SSI/ref方法中數(shù)據(jù)截取長(zhǎng)度對(duì)識(shí)別結(jié)果及計(jì)算時(shí)間的影響.第四章利用徐浦大橋環(huán)境振動(dòng)下的測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)SSI/ref方法進(jìn)行實(shí)橋驗(yàn)證.利用徐浦大橋的實(shí)測(cè)加速度響應(yīng)數(shù)據(jù)并運(yùn)用SSI/ref方法對(duì)大橋進(jìn)行模態(tài)分析,并將分析結(jié)果與結(jié)構(gòu)的有限元分析結(jié)果及竣工試驗(yàn)分析結(jié)果相比較,進(jìn)一步考察SSI/ref方法在實(shí)際應(yīng)用中的特點(diǎn).第五章運(yùn)用MATLAB科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言編制了以SSI/ref方法為數(shù)據(jù)分析核心的橋梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析軟件-SR軟件