發(fā)布時間：2020-04-09 12:14

【摘要】：以簡支梁與懸臂梁為主的梁結(jié)構(gòu)廣泛運用于社會生產(chǎn)與生活中的各個方面,其中,簡支梁代表性應(yīng)用為橋梁,懸臂梁代表性應(yīng)用為跳水跳板與風(fēng)扇葉片等。因此,梁結(jié)構(gòu)上荷載辨識問題也一直是結(jié)構(gòu)力學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。由于梁結(jié)構(gòu)上荷載一般為移動荷載,具備時變特性,且一般難以直接測量,因此對其進(jìn)行準(zhǔn)確的辨識具有重大意義。就簡支梁結(jié)構(gòu)與懸臂梁結(jié)構(gòu)而言,由于前者應(yīng)用范圍更加廣泛,因此成為了梁結(jié)構(gòu)上移動荷載辨識的主要研究對象,而針對后者的理論與實驗研究則相對較少。本文針對懸臂梁結(jié)構(gòu),引入經(jīng)典歐拉-伯努利力學(xué)模型,基于懸臂梁結(jié)構(gòu)力學(xué)邊界條件,通過積分變換得到移動慣性力荷載與懸臂梁各結(jié)構(gòu)特征點振動響應(yīng)之間的微分方程關(guān)系式。隨后將其轉(zhuǎn)化為離散狀態(tài)空間模型,利用在線遞歸辨識算法,得到移動荷載辨識結(jié)果,即所需時變慣性力參數(shù)。本文針對不同應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行了三組辨識實驗。首先,本文進(jìn)行了不含噪聲數(shù)據(jù)的數(shù)值模擬實驗,其辨識結(jié)果與根據(jù)有限元方法計算得到的結(jié)果十分吻合；其次,考慮到工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境噪聲對傳感器測量數(shù)據(jù)造成的影響,本文進(jìn)行了含高斯白噪聲的數(shù)值模擬辨識實驗,實驗結(jié)果表明本文的辨識模型與算法相對于傳統(tǒng)最小二乘算法而言,具有很好的噪聲抑制效果。最后,針對目前國內(nèi)外梁結(jié)構(gòu)上移動荷載辨識的研究成果往往局限于數(shù)值模擬問題,本文根據(jù)懸臂梁-移動滑塊模型特點,首次搭建實驗臺架系統(tǒng)并開展實驗研究,獲取了懸臂梁在單個移動荷載作用下的振動數(shù)據(jù),并運用辨識模型得出了慣性力參數(shù)。通過現(xiàn)場實驗可得,辨識結(jié)果在大部分辨識過程中均十分準(zhǔn)確與穩(wěn)定。因此,得益于其優(yōu)異的噪聲抑制特性,本文提出的辨識模型可有效用于在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的懸臂梁結(jié)構(gòu)上移動慣性力辨識,并可針對荷載水平進(jìn)行在線監(jiān)測,為相關(guān)生產(chǎn)活動提供技術(shù)保障。特別地,本文提供了可靠的懸臂梁結(jié)構(gòu)上移動荷載辨識實驗方案,為后續(xù)研究工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
【圖文】：

逡逑現(xiàn)考慮梁結(jié)構(gòu)中一位置為Ｘ的微元塊，易知其受力分析如圖２－２所示，其中，逡逑Ｍ（ｘ，0為此微元在時間ｄ目對于靜止?fàn)顟B(tài)下在軸線垂直方向的位移，ＭＯＭ）為彎逡逑矩，Ｆ（ｘ，，0為橫向剪切力。根據(jù)Ｄ’Ａｌｅｍｂｅｒｔ法則，慣性力已被考慮其中。逡逑ｐｄｘ逡逑ｔ逡逑Ｍ邋Ｖ邋＾逡逑ｆ逡逑＼邐Ｖ邋Ｊ逡逑邐１邐Ｔ邋＋—（ｈ逡逑！邐ｄｘ逡逑%煎義希媯赍澹劍恚洌蓿掊義�！逦藫�(dān)插義希洌義希懼義賢跡玻材澄⑿〉ピ氖芰Ψ治鐾煎義希較蟶蝦狹Ψ治齬叵凳轎哄義希洌皺味�？辶x隙藉澹校械坼紋保╁義顯誑悸槍咝粵Φ那榭魷攏斯叵凳講輝偈羌虻サ募羥辛υ諭獠亢嵯蛄τ肓航徨義瞎怪械奶逑幀Ｎ蚧低�，假身y咝粵τ胛⒃羌鈾俁鵲淖饔霉叵悼珊雎�，可稻捔x希紫鹿叵凳劍哄義希皺澹絞膩危ǎ玻玻╁義希希劐義顯詡羥行偽澠緣那榭魷攏渚兀使叵凳轎誨義希灣澹角賞蟈危ǎ玻常╁義希希劐義轄劍玻�，蕜Σ．３两g醬朧劍玻�，可垫V澠防航峁鼓Ｐ停哄義希洌蓿蹂蹇蟆�。，沪，、辶x匣Х�？＋京�。咤逡驢冢矗╁義希保板義

本文編號：2620742