部分观测下多自由度结构恢复力非参数化识别研究

发布时间：2023-03-31 18:06

　　对工程结构在强动力荷载作用后损伤发生发展过程进行识别是对其剩余承载力和剩余寿命进行预测的基础。结构在强动力荷载作用过程中损伤的发生发展过程可以用结构的恢复力进行最直接反应。结构构件的非线性恢复力不仅能用来直接定量计算结构耗能,还可根据不同时刻结构不同构件的非线性行为发生状况直观描述结构的破环过程,对理解结构的破坏模式的转化具有重要意义。由于工程结构材料和形式的多样化,结构非线性行为差别较大,通过某种预先假设的单一的参数化数值模型描述各种不同非线性行为十分困难。此外,在实际工程中结构的完整响应及结构质量等参数往往难以准确实现已知。因此,研究结构在部分动力响应观测下,不依赖于结构参数化恢复力模型的结构恢复力及结构质量识别方法具有重要意义。本文提出了一种仅利用结构部分加速度动力响应及外激励时程,识别结构质量及非线性恢复力的非参数化识别方法。该方法对强动力荷载作用后土木工程结构损伤识别具有重要意义。本文的主要研究内容如下:1.提出一种在结构质量、阻尼、刚度等均未知条件下,应用结构部分加速度响应测量,基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)和埃尔米特多项式(He...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 结构损伤识别理论方法
        1.2.1 引言
        1.2.2 线性系统损伤识别方法
            1.2.2.1 动力指纹识别方法
            1.2.2.2 模型修正识别方法
            1.2.2.3 概率统计识别方法
        1.2.3 非线性系统损伤识别方法
            1.2.3.1 非线性系统参数识别
            1.2.3.2 非线性系统恢复力识别
    1.3 本文的主要工作
第2章 埃尔米特多项式和扩展卡尔曼滤波类算法
    2.1 引言
    2.2 动力系统反应分析方法
    2.3 基于埃尔米特多项式的非线性恢复力表示方法
    2.4 基于扩展卡尔曼滤波算法的结构质量和非线性恢复力识别算法
    2.5 本章小结
第3章 部分观测下结构质量和恢复力非参数化识别方法数值模拟验证
    3.1 引言
    3.2 埃尔米特多项式表征非线性恢复力的可行性分析
    3.3 数值模拟
        3.3.1 计算模型与结构参数
        3.3.2 工况一：考虑噪声的影响
            3.3.2.1 无噪声
            3.3.2.2 3%噪声
            3.3.2.3 6%噪声
        3.3.3 工况二：结构各层质量不同
        3.3.4 工况三：结构多处非线性
    3.4 本章小结
第4章 部分观测下结构质量和恢复力非参数化识别方法实验验证
    4.1 引言
    4.2 实验方案
        4.2.1 实验模型
        4.2.2 实验设备
    4.3 线性结构参数分析
    4.4 结构质量和非线性恢复力识别
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3775543