【摘要】：振動問題普遍出現(xiàn)在機(jī)械、土木和航空領(lǐng)域,我們不但關(guān)心振動本身,而且設(shè)法通過阻尼耗能來減少振動。目前為止,關(guān)于阻尼的研究已經(jīng)取得了大量的成果,但是關(guān)于阻尼物理機(jī)制的研究還相當(dāng)落后。其中一個最主要的原因是與質(zhì)量和剛度相比,阻尼還無法用一個十分確切的物理量來描述。新近發(fā)展起來的指數(shù)型非粘滯阻尼模型被認(rèn)為是更為一般化的阻尼模型,它充分考慮了阻尼力的時滯效應(yīng),對它的深入研究是有價(jià)值的。對此,本文將阻尼矩陣分解方法拓展到指數(shù)型非粘滯阻尼模型中,識別該模型的阻尼系數(shù)矩陣;同時,以擬牛頓法中最有效的BFGS(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)方法為理論基礎(chǔ),提出了新的松弛因子迭代計(jì)算方法。最后通過一個附加粘彈性阻尼器的單跨雙榀二層鋼框架的振動臺試驗(yàn),驗(yàn)證了新的阻尼系數(shù)矩陣識別方法和松弛因子迭代算法的正確性。具體內(nèi)容如下:考慮到通過實(shí)際現(xiàn)場數(shù)據(jù)提取模態(tài)參數(shù)的不完備性,在阻尼矩陣分解方法的基礎(chǔ)上,拓展得到一種新的適用于指數(shù)型非粘滯阻尼模型的阻尼系數(shù)矩陣識別方法。該方法能夠考慮指數(shù)型阻尼系數(shù)矩陣的元素分布形態(tài),可以利用有限的低階實(shí)測模態(tài),較為準(zhǔn)確地識別出系統(tǒng)的阻尼系數(shù)矩陣。進(jìn)一步考慮到目前國內(nèi)外對于指數(shù)型非粘滯阻尼模型松弛因子的研究不足以指數(shù)型比例阻尼模型為基礎(chǔ),通過擬牛頓法中的BFGS方法提出了新的松弛因子迭代算法。最后對一個相似比為1:4的附加粘彈性阻尼器的單跨雙榀二層鋼框架模型進(jìn)行振動臺試驗(yàn),計(jì)算確定了整體鋼框架模型的非粘滯性參數(shù)。通過本文提出的阻尼系數(shù)矩陣分解方法和松弛因子迭代算法,識別了該框架的阻尼系數(shù)矩陣和松弛因子,進(jìn)一步考察了本文提出的識別方法在實(shí)際運(yùn)用中的可行性和正確性。
[Abstract]:Vibration problems are common in the fields of machinery, civil engineering and aviation. We not only care about the vibration itself, but also try to reduce the vibration by damping energy dissipation. Up to now, a lot of achievements have been made in the research of damping, but the research on the physical mechanism of damping is still quite backward. One of the most important reasons is that damping can not be described by a very exact physical quantity compared with mass and stiffness. Recently developed exponential non-viscous damping model is considered to be a more general damping model which fully considers the delay effect of damping force and is valuable for further study. In this paper, the damping matrix decomposition method is extended to the exponential non-viscous damping model to identify the damping coefficient matrix of the model, and the most effective BFGS (Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno) method in the quasi-Newton method is used as the theoretical basis. A new iterative calculation method of relaxation factor is proposed. Finally, the validity of the new damping coefficient matrix identification method and relaxation factor iterative algorithm is verified by a shaking table test of a single-span and two-story steel frame with viscoelastic dampers. The main contents are as follows: considering the incompleteness of extracting modal parameters from actual field data, a new method of identifying damping coefficient matrix for exponential non-viscous damping model is developed on the basis of damping matrix decomposition method. This method can consider the element distribution of the exponential damping coefficient matrix and can accurately identify the damping coefficient matrix of the system by using the finite low-order measured modes. Considering that the research on relaxation factor of exponential non-viscous damping model at home and abroad is not sufficient for exponential proportional damping model, a new relaxation factor iteration algorithm is proposed by using BFGS method in quasi-Newton method. Finally, a shaking table test of a single-span and two-story steel frame model with a similar ratio of 1:4 and visco-elastic dampers is carried out, and the non-viscous parameters of the integral steel frame model are calculated and determined. The damping coefficient matrix and relaxation factor of the frame are identified by the damping coefficient matrix decomposition method and relaxation factor iterative algorithm proposed in this paper. The feasibility and correctness of the proposed identification method in practical application are further investigated.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB535

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本文編號：2203629