隨著現(xiàn)代科學技術的不斷進步,結構健康監(jiān)測技術在建筑、機械、航空航天等諸多領域中有著舉足輕重的作用。工程結構的健康監(jiān)測分析能為工程結構安全運行提供有效依據(jù)。本論文中以工程結構為研究對象,以結構模態(tài)參數(shù)特征提取與損傷識別方法為重點研究內容,從采集信號降噪預處理、基于傳遞率結構模態(tài)參數(shù)的特征提取、結構損傷識別等方面進行了研究。主要工作如下:（1）工程結構的原始響應信息預處理。分別采用滑動平均法、五點三次滑動平均法、奇異值降分解等三種降噪方法對含有噪聲的原始信號進行降噪處理。對比分析表明奇異值降噪效果明顯,適用于所采集的原始信號降噪處理。降噪后的信息為開展后續(xù)工作奠定良好的基礎。（2）基于傳遞率的結構模態(tài)參數(shù)特征提取。獲取不同工況下的傳遞率構建多項式有理函數(shù)。使用有理分式多項式法擬合得到頻率和阻尼。同時,將構建的傳遞率矩陣進行奇異值分解得到結構模態(tài)振型。在此基礎上,將該方法與隨機子空間法（Stochastic Subspace Identification,SSI）、有限元計算、理論計算等結果比較。以25個自由度的桁架和懸臂梁結構為例進行了驗證。（3）基于所提取結構模態(tài)特征的結構損傷。利用結構... 

【文章來源】：蘭州交通大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

桁架數(shù)值模擬

蘭州交通大學工程碩士學位論文-22-(b)二階（c）三階圖3.10有限元識別桁架前三階振型表3.1桁架仿真識別結果階數(shù)有限元（FEM）傳遞率（TF）隨機子空間法（SSI）固有頻率/Hz固有頻率/Hz頻率誤差/%阻尼比/%固有頻率/Hz頻率誤差/%阻尼比/%117.72018.2310.0280.00519.8510.1200.001258.88758.2400.0100.01756.6260.0380.001385.47784.2330.0140.02796.2160.1250.002由表3.1可知，基于傳遞率的模態(tài)參數(shù)識別方法識別桁架結構的前三階頻率誤差分別為2.8%、1.0%、1.4%，而隨機子空間法識別結構前三階頻率誤差分別為12.0%、3.8%、12.5%，且在每一階的識別誤差上都大于傳遞率識別誤差。由此可見，相比傳統(tǒng)的隨機子空間法，基于傳遞率的模態(tài)參數(shù)識別方法能夠較為精確的識別出結構參數(shù)，其識別結果較為可靠。3.4工程實例本節(jié)以懸臂梁作為工程實例，對其進行理論分析、有限元建模分析及試驗驗證，并將識別結果與基于傳遞率的模態(tài)參數(shù)識別結果進行對比分析，進一步驗證基于傳遞率方

蘭州交通大學工程碩士學位論文-26-（b）二階振型（c）三階振型圖3.12有限元分析前三階振型3.4.3試驗模態(tài)分析上一節(jié)采用理論計算和有限元方法計算得到了結構模態(tài)參數(shù)，在此過程中，有許多理論上的假設，如邊界條件和其他因素，其結果不能非常準確地反映結構的實際結構模態(tài)參數(shù)。因此，需要進行結構試驗模態(tài)分析，它可以在很大程度上與實際更貼近，更能準確地反映出結構的模態(tài)參數(shù)。模態(tài)分析方法一般以多輸入單輸出、單輸入多輸出和多輸入多輸出為三種主要方法[56]，具體方法的選擇需要根據(jù)具體情況而定。本次試驗采用多輸入多輸出的模態(tài)分析方法。在設置欄中，總測點數(shù)表示激勵點數(shù)目，激振點數(shù)表示所布置的傳感器數(shù)目，對應測點表示布置的傳感器位置。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3456028