文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
基于HHT和SSI的环境激励下土木工程结构模态参数识别方法研
究
姓名:李达文
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:韩建平
20080428
摘要模态参数识别对于土木工程结构的健康监测、损伤评估、主动:控制等的理论研究及工程应用均具有重要意义。工程结构由于体型巨大、结构复杂,很难对其进行人为激励以至于不能有效测量激励信号,因此,传统的基于输入、输出信号识别结构模态参数的理论和技术在大型工程结构中难以适用。而环境激励绶缰抡穸⒋蟮芈龆⒊盗炯だ下的土木工程结构模态参数识别方法,具有无需施加人为激励、仅对输出信号进行力学和数学分析、在时域内或者频域内进行模态参数识别等特点,具有理论上的可信度和工程应用上的可行性,因此该方法在理论界和工程界都得到了广泛的重视。本文选择适合于环境激励下结构模态参数识别的两类方法,,,对其在模态参数识别中涉及的主要问题及算法实现等进行了充分的分析研究。且恢钟庞诖承藕糯矸椒如傅立叶分析男碌男藕糯砑际酰常适用于非线性、非平稳信号的分析。本文详细论述了椒ǘ孕藕沤蟹析与处理的基本理论,并通过两个信号仿真算例分别说明了孕藕沤性处理的过程以及对信号时频局域化分析的优势。在此基础上,根据模态参数识别的基本理论,将胱匀患だ际踔輆提出了一种运用心L问侗鸬姆椒āM保疚囊蚕晗嘎凼隽酥换于输出信号的模态参数识别方法梅椒ㄔ擞每占渫队暗睦砺劢胂煊κ不相关的噪声信号剔除,具有较好的抗噪声干扰的能力,对模态密集的系统识别比较有效,大大地弥补了一些传统方法的不足。最后,以环境激励下的土木工程结构模态参数识别为出发点,用编制程序分别对上述模态参数识别的算法进行了计算机实现。为了验证椒ā方法及本文算法、程序的可行性和实用性,分别运用这两种方法对一中承式钢管混凝土拱桥的现场动力测试数据和一层钢筋混凝土框架模型的振动台试验数据进行了分析和处理,进而识别了结构的模态参数。同时,还采用大型通用有限元分析软件愿每蚣苣P徒辛擞邢拊7治觥识别结果同传统的傅立叶方法分析结果以及有限元分析结果的比较表明这两种方法及本文的程序实现能够快速、有效地识别大型工程结构的模态参数。关键词:环境激励;模态参数识别;.浠唬痪槟J椒纸猓蛔匀患,岷希硕宦畚
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日期扣甏踉拢籇日兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明日期加踢年岁月乡日期:抽孑年厂月;原创性声明学位论文版权使用授权书编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。导师签名:
第滦髀课题的意义土木工程结构是国家基础设施的重要组成部分,随着我国经济的高速发展,建筑和交通事业得到了长足的进步。近年来,土木工程结构的安全性、耐久性与正常使用日渐得到关注,促使结构健康监测和智能控制技术迅速发展,并且日益成为国内外学术界和工程界的研究热点【俊土木工程结构模态参数识别是结构健康监测、损伤诊断的一个重要环节,而信号分析与处理是模态参数识别的关键问题和难点所在。针对实测数据进行分析与处理,并识别出结构的模态参数,将为有限元模型修正、结构损伤检测、受损结构的评定、结构控制和结构实时监测提供可靠依据。对于土木工程结构而言,结构的振动响应涑由安置在结构各部位的传感器记录得到,然而,工作环境下大型、复杂结构的激励淙却不是那么容易可以测得到的。,但现场实验条件、结构的复杂性和实测数据质量等因素往往限制了这类专用激振设备的使用。一些重型的激振装置均很昂贵,势必增加了系统识别的成本,且用这种方法必须关闭结构或线路,这对使用繁忙的结构带来诸多不便。而环境激励词且恢痔烊坏募だ绞剑扌牍笾氐募だ璞福恢卸