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海洋平台结构动力特性参数识别的理论与实验研究学位论文完成日期:指导老师签字答辩委员会成员签字.
导师擗写≮罕鸯萍李濞’签字日期:矽¨年日签字日期:沙年日独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论得ⅲ喝缑挥衅渌枰L乇鹕鞯模纠缚煽或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均学位论文版权使用授权书文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名: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,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将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、汇编学位论文。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。C艿难位论文在解密后适用本授权书导师签字:寸签字日期:加年日
摘要海洋平台结构复杂、造价昂贵,与陆地结构相比,其服役环境更加恶劣。它不仅承受风、海浪、海流、海冰和潮汐等环境荷载的长期作用,也受到地震灾害的威胁。并且,环境腐蚀、海生物附着、海底冲刷、地基土软化和疲劳损伤等因素都将影响海洋平台的安全服役,降低海洋平台的使用寿命。对于海洋平台这样的大型工程结构,其安全性和耐久性是极其重要的,为保障其安全服役,避免重大恶性事故的发生,必须对服役期内的海洋平台进行定期/不定期的检测和安全评估。海洋平台的动力特性参数与平台的服役状态息息相关,因此,掌握海洋平台在各个阶段的动力特性参数尤海洋平台的动力特性与其质量、刚度的分布相关,而质量、刚度的分布影响其结构的频率、阻尼及振型,因此,发展一套基于现场实测数据的适用于海洋平台等大型土木结构物的模态参数精确识别方法很必要。由于实测信号中不可避免的包含大量噪声,且模型阶数的未知性,基于实测响应信号识别的模态参数必然存在着较大的误差,此误差必然影响到海洋结构物的安全评估。因此,发展有效的信噪分离技术显得本文应用复指数法和特征系统实现算法,主要对海洋导管架平台的动力特性参数进行了研究,改进了现有的模态参数识别技术,为进一步的结构健康检测及安全评估提供了理论基础和技术支持。主要内容和研究成果如下:道镆斗治鍪悄壳靶藕糯碇杏τ米钇毡榈囊恢址椒ā1疚谋冉狭烁粗甘ㄓ傅里叶变换的优缺点。采用了矩阵秩估计法和理论消噪法来弥补复指数法模态识别过程中的缺点。提出了复指数法是比傅里叶分析更好的一种信号处理方法。并利用复指数法对存在“拍”现象的信号进行了参数识别,为存Q笃教ǖ氖挡馐莘浅8丛印Mü圆澈D澈Q笃教ㄏ殖∈挡獾淖杂烧穸速度信号进行模态识别研究,从理论上阐述了信号的参与模态与结构的初始变形和传感器布设方向之间的关系,并研究了信号不同时间段与参与模态数的关系,为海洋平台等大型结构实际动力测试的测试方案及传感器的优化布置提供钊敕治隽舜车奶卣飨低呈迪炙惴ǎ赋銎浯硎挡馐菔保挡馐莘解为结构真实信号和噪声信号,从而将噪声消除的特点。针对这一特点,本文提出分块矩阵的维数对信噪分离过程影响很大,阐明了当分块矩为重要。非常必要。在“拍”现象信号的模态参数识别提供了理论基础和技术支持;了理论依据;
阵的分块行与分块列数接近时,真实和噪声信号可以最好的分离。分别利用数值算例和模型试验对该方法的有效性进行了检验;卸鲜侗鹉L欠裎=峁沟恼媸的L=峁鼓L侗鹆煊虻闹匾N侍狻1疚奶出了一种验证识别模态参数是否为结构真实模态的检验方法。此方法通过在实测信号中添加噪声,产生噪声一噪声信号,并将实测信号和噪声一噪声信号识别的结果进行比较,来判断识别模态的真实性。利用二维平板和海洋导管架模型试验的研究验证了该方法的可行性。关键词:海洋平台结构,模态参数识别,模型定阶,信噪分离,复指数法,特征系统实现算法,“拍”现象,奇异值分解法,结构低秩逼近,詚理论海洋平台结构动力特性参数识别的理论与实验研究