發(fā)布時間：2018-11-27 12:54

【摘要】：在實際工程問題中，多數(shù)情況下結(jié)構(gòu)所受載荷都是以移動載荷的形式出現(xiàn)，移動載荷識別對大型結(jié)構(gòu)和復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計分析有著重要的意義。 本文從結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)的重構(gòu)出發(fā)，對移動載荷識別技術(shù)進行了研究。在移動載荷識別的過程中，由于載荷作用位置、幅值及方向隨時間不斷變化，且?guī)в幸欢ǖ碾S機性，因此在識別過程中需要提供可靠的結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)信息。然而，結(jié)構(gòu)上所布置的測點總是有限的，通常無法得到結(jié)構(gòu)整體的響應(yīng)信息。同時，由于移動載荷識別反問題往往是不適定的，即使測量響應(yīng)中帶有微小的噪聲，也會導(dǎo)致所識別的結(jié)果嚴(yán)重偏離實際。針對這些問題，本文提出了基于結(jié)構(gòu)整體動態(tài)響應(yīng)重構(gòu)的移動載荷識別方法，圍繞結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)關(guān)系式的三個方面：移動載荷、系統(tǒng)矩陣和結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)對移動載荷識別的計算反求技術(shù)展開研究。利用有限測點的響應(yīng)信號重構(gòu)結(jié)構(gòu)整體動態(tài)響應(yīng)，在得到重構(gòu)后的整體結(jié)構(gòu)響應(yīng)的基礎(chǔ)上，利用移動載荷和動態(tài)響應(yīng)的關(guān)系，提出了幾種反演算法得到作用于結(jié)構(gòu)的移動載荷。本文的主要研究工作為： (1)研究了基于結(jié)構(gòu)響應(yīng)重構(gòu)的反卷積法移動載荷識別算法。在已知部分測點的結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)情況下，，采用徑向基函數(shù)，通過無網(wǎng)格插值方法重構(gòu)結(jié)構(gòu)整體動態(tài)響應(yīng)。在系統(tǒng)模態(tài)分解的基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)和系統(tǒng)所受載荷投影到模態(tài)坐標(biāo)下，根據(jù)模態(tài)坐標(biāo)下系統(tǒng)動力學(xué)方程，利用其解耦性求解出模態(tài)坐標(biāo)下的Green函數(shù)，并利用正則化方法通過反卷積計算得到模態(tài)域中的移動載荷，并將其投影回物理坐標(biāo)系，得到待識別的移動載荷。 (2)研究了基于結(jié)構(gòu)響應(yīng)重構(gòu)的中心差分格式移動載荷識別算法。對于工程實際問題，為了能快速地進行移動載荷識別，同時避免模態(tài)的選取，提出了基于中心差分格式的移動載荷的識別方法，并研究了該算法反求移動載荷時的不適定性，以及時間間隔選擇對算法穩(wěn)定性和反求結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。 (3)研究了帶有先驗知識的移動載荷識別算法。在進行移動載荷識別過程中測量的響應(yīng)信息通常是不完備的，如果事先已知關(guān)于移動載荷的先驗知識，則能降低反求的不適定性。主要研究了在已知載荷作用區(qū)域和作用形式的移動載荷反演方法，利用分離可能受載子系統(tǒng)，降低反問題的規(guī)模，減少反演過程的不適定性，使反演過程中以較少的結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)信息量得到較為準(zhǔn)確穩(wěn)定的識別結(jié)果。 (4)研究了基于區(qū)間分析的結(jié)構(gòu)不確定性移動載荷識別算法。結(jié)構(gòu)及材料屬性的復(fù)雜性等因素使得移動載荷識別的建模過程中不可避免地存在一定程度的不確定性。為了在系統(tǒng)不確定的情況下得到客觀的移動載荷識別結(jié)果，以區(qū)間數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)將不確定性參量用區(qū)間集合進行描述，使不確定性結(jié)構(gòu)的移動載荷識別問題轉(zhuǎn)化為確定性反問題，從而確定移動載荷的上下界。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH114

【參考文獻】

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本文編號：2360853