基于系统解耦的单响应时域载荷识别方法研究

发布时间：2025-01-18 15:26

　　近几十年来工程结构及技术的日益发展,使得动态载荷的确定在实际工程问题中变得越来越重要。工程结构的复杂性及激励形式的千差万别,导致了系统外载荷的不可测量性,所以需要根据结构来建立相应的模型进行载荷识别。时域法是20世纪80年代发展起来的一种识别方法,它直接依据结构的响应时程来识别未知载荷的时间历程,识别精度高,并具有识别各类载荷的潜力,工程应用前景非常广阔。现有的一种时域载荷识别方法主要是利用模态叠加法将多自由度微分方程转化为非耦合形式,然后建立具体的反演公式。该过程中涉及到了二阶系统的解耦问题,具体涉及到了三个矩阵的同时对角化,数值代数领域认为,直接通过主坐标变换是很难实现的。本文将基于Lancaster结构的二阶系统解耦方法引入到系统动力学方程的解耦问题中,实现了三个系数矩阵的同时对角化。在此基础上,通过数学理论推导构建了动态载荷时域识别的新模型,该模型既可以应用于比例阻尼系统,也可以用于非比例阻尼系统。本文对该模型进行了一定的数值实验验证,并进行了抗噪性检验。首先,将原始系统转化为Lancaster扩展形式,并利用基于Sylvester方程的解耦变换求解方法获得相应的解耦变换。其次,...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1单自由系统

M、C和K为系统质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，F为外力向量，图2.1所示为一个单自由度二阶系统，图2.2为多自由度二阶系统。图2.1单自由系统图2.2多自由系统在工程应用领域，有时候为了计算方便，忽略了阻尼项，或者将阻尼项看作是质量

图2.2多自由系统

从物理学角度来说，二阶系统的本质是牛顿第二定律的表现形式，即Fma合合F表示系统所受的合外力，m为系统的质量，a为系统的加速度，通过对待求进行动力学分析从而可求得该过程中涉及到的某一物理量。从数学角度来说，二是一种用数学模型表示的二阶微分方程，比如，单自由度系统的运动微....

图1线性载荷则将式（3-23）代入式（3-22），整理可得线性载荷精细积分格式

图1线性载荷3-22），整理可得线性载荷精细积分格式}([()]){}([()]{()}111110()THHrTHHertdjH11[()][()][][]CTHH1111()][()][][][][][....

图4.1(a)识别值与真实值比较图4.1(b)识别误差曲线

图4.1(a)识别值与真实值比较图4.1(b)识别误差曲线4.3.2比例阻尼系统下两种识别方法的对比算例2针对自由度为2的比例阻尼系统进行模型仿真实验，结构系数方程如下所示010100M，808116180C，....

本文编号：4028791