發(fā)布時(shí)間：2021-10-24 21:37

　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)在建筑、機(jī)械、航空航天等諸多領(lǐng)域中有著舉足輕重的作用。工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)分析能為工程結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行提供有效依據(jù)。本論文中以工程結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,以結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)特征提取與損傷識(shí)別方法為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容,從采集信號(hào)降噪預(yù)處理、基于傳遞率結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的特征提取、結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別等方面進(jìn)行了研究。主要工作如下:（1）工程結(jié)構(gòu)的原始響應(yīng)信息預(yù)處理。分別采用滑動(dòng)平均法、五點(diǎn)三次滑動(dòng)平均法、奇異值降分解等三種降噪方法對(duì)含有噪聲的原始信號(hào)進(jìn)行降噪處理。對(duì)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(hào)降噪處理。降噪后的信息為開(kāi)展后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。（2）基于傳遞率的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)特征提取。獲取不同工況下的傳遞率構(gòu)建多項(xiàng)式有理函數(shù)。使用有理分式多項(xiàng)式法擬合得到頻率和阻尼。同時(shí),將構(gòu)建的傳遞率矩陣進(jìn)行奇異值分解得到結(jié)構(gòu)模態(tài)振型。在此基礎(chǔ)上,將該方法與隨機(jī)子空間法（Stochastic Subspace Identification,SSI）、有限元計(jì)算、理論計(jì)算等結(jié)果比較。以25個(gè)自由度的桁架和懸臂梁結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了驗(yàn)證。（3）基于所提取結(jié)構(gòu)模態(tài)特征的結(jié)構(gòu)損傷。利用結(jié)構(gòu)... 

【文章來(lái)源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

桁架數(shù)值模擬

蘭州交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-22-(b)二階（c）三階圖3.10有限元識(shí)別桁架前三階振型表3.1桁架仿真識(shí)別結(jié)果階數(shù)有限元（FEM）傳遞率（TF）隨機(jī)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(shí)別方法識(shí)別桁架結(jié)構(gòu)的前三階頻率誤差分別為2.8%、1.0%、1.4%，而隨機(jī)子空間法識(shí)別結(jié)構(gòu)前三階頻率誤差分別為12.0%、3.8%、12.5%，且在每一階的識(shí)別誤差上都大于傳遞率識(shí)別誤差。由此可見(jiàn)，相比傳統(tǒng)的隨機(jī)子空間法，基于傳遞率的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法能夠較為精確的識(shí)別出結(jié)構(gòu)參數(shù)，其識(shí)別結(jié)果較為可靠。3.4工程實(shí)例本節(jié)以懸臂梁作為工程實(shí)例，對(duì)其進(jìn)行理論分析、有限元建模分析及試驗(yàn)驗(yàn)證，并將識(shí)別結(jié)果與基于傳遞率的模態(tài)參數(shù)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)一步驗(yàn)證基于傳遞率方

蘭州交通大學(xué)工程碩士學(xué)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(yàn)?zāi)B(tài)分析上一節(jié)采用理論計(jì)算和有限元方法計(jì)算得到了結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)，在此過(guò)程中，有許多理論上的假設(shè)，如邊界條件和其他因素，其結(jié)果不能非常準(zhǔn)確地反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)。因此，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，它可以在很大程度上與實(shí)際更貼近，更能準(zhǔn)確地反映出結(jié)構(gòu)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(yàn)采用多輸入多輸出的模態(tài)分析方法。在設(shè)置欄中，總測(cè)點(diǎn)數(shù)表示激勵(lì)點(diǎn)數(shù)目，激振點(diǎn)數(shù)表示所布置的傳感器數(shù)目，對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)表示布置的傳感器位置。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3456028