HHT方法在结构模态参数识别中的改进

在Hilbert-Huang变换(HHT)的基础上,采用ChebyshevⅠ类带通滤波器对测量响应进行滤波,使得经EMD分解得到的固有模态函数(IMF)包含所有需要的模态,解决了模态混淆问题;采用去端点法预处理模态响应的相位和幅值,进行线性最小二乘法拟合,解决了端点效应问题;并推导了如何利用HHT识别比例阻尼结构体系的振型,获得了结构的各阶模态参数.分别通过4自由度数值试验和4自由度实验室框架结构试验说明了本文算法的有效性.

扩展特征系统实现算法在结构模态参数识别中的应用

特征系统实现算法(ERA)需要以自由响应或脉冲数据作为前提,而实际工程中,随机荷载作用下的响应较为常见。该文在ERA算法的基础上进行扩展,引入观测马科夫(Observer Markov)参数,推导并提出扩展特征系统实现算法(EERA),使其可以应用于随机荷载下的强迫振动响应,提高计算精度。该文首先引入3个自由度数值模拟试验,利用EERA进行模态参数识别,与精确解比较表明该文算法有效可靠,与ERA结果比较表明该文算法可以提高精度,然后在实验室环境下对一个4层框架结构进行了振动台实验,利用无线传感技术获得El Centrol地震波激振下的结构加速度响应,利用EERA识别此框架结构的模态参数,结果有效可靠,为实际工程应用提供了一定的可能性。

改进的Berman-Baruch法在非比例阻尼有限元模型修正中的应用

该文首先利用识别后的复模态计算出结构的正交模态,然后在Berman-Baruch优化矩阵型法(BB法)基础上提出并推导了改进的Berman-Baruch法(IBB法)。该方法定义了合理的优化目标函数,克服了BB法需要质量归一化模态振型的约束,修正后的模型可保持明确的物理意义和带状特性。该文通过一6个自由度的非比例阻尼质量弹簧阻尼(MSD)系统和实验室下的一6个自由度的框架结构模型修正的计算和比较,验证了IBB法的有效性和实用性。

基于不完备复模态的有限元结构模型修正

为了解决在不完备复模态条件下有限元结构模型修正结果的不唯一性,在实际结构节点上人为增加已知质量块,利用添加质量块和未添加质量块2组模型的动力试验数据和质量矩阵差,结合差分概念,推导了一种模型修正算法。该算法首先由复模态获取实模态,然后利用差分概念进行模型修正,通过对某6自由度的质量弹簧阻尼系统的模型修正结果表明:本文方法理论上具有完备性,不用迭代优化,可有效解决不完备复模态的有限元模型修正问题,通过把求解未知量的矩阵形式转化成向量形式,可以保证模型的物理特性和降低计算量。

扩展特征系统实现算法的模态参数识别特性研究

结构动力响应作为模态参数识别的输入数据,对识别结果存在一定的影响。扩展特征系统实现算法(EERA)是一种多输入输出的结构模态参数识别的时域方法,相比于特征系统实现算法(ERA)应用范围可以扩展到任何随机响应,具有识别精度高、稳定性好等特点。该文主要对EERA算法,在分别采用加速度、速度和位移动力响应作为输入时,对两个自由度弹簧阻尼质量系统和实验室环境下6层框架结构识别的结果进行了比较分析,得出EERA对任何动力响应均适用,并且建议采用加速度动力响应信号识别高阶模态。