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基于时频分析的应变模态参数识别

郭明龙  
【摘要】: 工程结构的安全性已成为人们广泛关注的问题。如何对结构进行无损识别,进而对结构安全性进行判定是急待解决的问题。结构的模态参数反映了结构自身特性,是基于动态特性的结构损伤识别和健康评估的重要因子。由于土木工程结构体积大、形状复杂,外加激励难,因而利用环境激励来获取土木工程结构的模态参数被认为是一种行之有效的方法。 本文首先从粘性阻尼自由振动系统和小波变换的基本理论出发,研究基于复Morlet小波的位移模态参数识别方法。用ANSYS模拟单自由度粘性阻尼系统、两自由度粘性阻尼系统和三自由度粘性阻尼系统,用MATLAB编写程序对ANSYS模拟的结构进行位移模态参数识别,并研究对基于复Morlet小波模态参数识别方法有影响的相关参数。 接着在位移模态参数识别的基础上,根据位移和应变的理论关系,得到应变模态参数识别的方法。用ANSYS分别模拟悬臂梁和固支梁,用MATLAB编写程序对模拟出的悬臂梁和固支梁进行位移及应变模态参数识别。引入滤波,对基于复Morlet小波模态参数识别方法加以改进。 最后对简头沟桥和西宁北川河桥进行基于复Morlet小波的模态参数识别。分析识别结果,并与随机子空间模态参数识别方法所得结果进行对照,验证基于复Morlet小波的模态参数识别方法和通过滤波后基于复Morlet小波模态参数识别方法的有效性。


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