基于试验模态分析的不确定性结构参数识别

【摘要】：在工程结构模态参数识别问题中,结构材料的属性数据、尺寸测量、边界条件和认知判断中存在有各种不确定性因素,使得结构实际的动力学特性与名义设计值之间存在较大的偏差,严重影响到模态参数识别问题识别的精度。目前大部分研究工作者都集中于对确定性结构模态参数识别理论方法和实验方法的研究,而对在不确定性环境下进行模型参数识别仍处于起步阶段。本文提出了一种在不确定性环境下识别结构物理参数的方法,这种方法以试验模态参数识别得到的模态数据为基础。结构的不确定性使用区间参数描述,反映所使用材料属性的分散性和既有结构材料的老化过程。将特征值函数在材料属性名义值点进行Taylor展开,得到结构模态参数与材料属性参数的区间代数方程组,基于线性规划理论可实现材料属性参数的反演,其中所使用到的特征值函数的导数使用差分方法获得。数值算例结果表明,在已知材料名义值的情况下,基于模态参数数据可以有效反演结构参数,且在一定材料分散性范围内具有足够的精度。