基于自然激勵技術的結構模態(tài)參數識別應用研究.pdf

1、大型結構的健康監(jiān)測技術是近年來的研究熱點之一。其中損傷診斷是其難點與核心問題，而目前多數的結構損傷診斷方法都需要獲得結構的振動特性，因此結構模態(tài)參數識別是結構健康監(jiān)測技術的關鍵。傳統(tǒng)的模態(tài)參數識別方法都需要采用人工激勵同時獲得輸入和輸出信號，建立結構的頻響函數或脈沖響應函數來進行模態(tài)參數識別，故只適用于小型結構。大型結構采用人工激勵不僅實施困難、價格昂貴并且會影響到結構的正常使用，因此，利用環(huán)境激勵下的結構響應進行模態(tài)參數識別引起了人們

2、的廣泛關注。
　　 本文主要研究結構在環(huán)境激勵下的工作模態(tài)參數識別，以便對結構進行在線健康監(jiān)測。首先回顧了模態(tài)參數識別基本理論與主要研究方法，為本文的后續(xù)研究工作構建了基本的理論框架。繼而結合自然激勵技術和兩種時域模態(tài)參數識別方法，形成結構工作模態(tài)參數識別的NExT-ITD法和NExT-ERA法，并建立了NExT-ITD法和NExT-ERA法操作流程。最后圍繞ITD法和ERA法研究了時域模態(tài)參數識別法的系統(tǒng)定階和噪聲模態(tài)剔除問題

3、。
　　 NExT技術的前提條件是結構受到高斯白噪聲激勵，而環(huán)境激勵事實上是一種非平穩(wěn)隨機過程。為了驗證驗證NExT-ERA和NExT-ITD在環(huán)境激勵下工程應用的準確性和有效性，采用這兩種方法分別對一個三層框架結構模型和一座三跨混凝土連續(xù)梁橋進行了振動試驗模態(tài)參數識別，聯合奇異熵增量譜和穩(wěn)定圖確定系統(tǒng)階數剔除噪聲模態(tài)，并將識別結果與頻域法識別結果和有限元計算結果相對比。識別結果證明：NExT-ERA法和NExT-ITD法均可以