環(huán)境激勵(lì)下的橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別

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1、學(xué)校代碼：密級(jí)：公開(kāi)碩士學(xué)位論文環(huán)境激勵(lì)下的橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別作者姓名武耀庭專業(yè)學(xué)位橋梁與隧道工程指導(dǎo)教師趙冠遠(yuǎn)副教授培養(yǎng)院系土木建筑工程學(xué)院碩士學(xué)位論文環(huán)境激勵(lì)下的橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別作者：武耀庭導(dǎo)師：趙冠遠(yuǎn)副教授北京交通大學(xué)年月學(xué)位論文版權(quán)使用權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，提供閱覽服務(wù)，并釆用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)。學(xué)?？梢詾榇嬖陴^際合作關(guān)系的兄弟高校用戶提供

2、文獻(xiàn)傳遞服務(wù)和交換服務(wù)。保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）簽字日期年月日簽字日期：年厶月厶曰學(xué)校代碼：密級(jí)：公幵北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文基于環(huán)境激勵(lì)的橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法的研究作者姓名：武耀庭學(xué)號(hào)：導(dǎo)師姓名：趙冠遠(yuǎn)職稱：副教授學(xué)位類別：工學(xué)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程研宄方向：模態(tài)分析與損傷識(shí)別北京交通大學(xué)年月致謝致謝本論文的工作是在我的導(dǎo)師趙冠遠(yuǎn)副教授的悉心指導(dǎo)下完成的，論文中的每一章每一節(jié)都付出了趙老師的辛勞的汗水。趙老師是學(xué)習(xí)和工作上的嚴(yán)師，也是生活中的益友。這三年來(lái)，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我極大的幫助和影響，我也

3、必將因此而獲益終身。在此衷心的感謝讀研的三年來(lái)趙老師對(duì)我的關(guān)心和指導(dǎo)。同時(shí)，也要感謝季文玉老師、杜進(jìn)生老師、盧文良老師在我論文幵題時(shí)對(duì)于我的指導(dǎo)和幫助。感謝師姐郭夢(mèng)環(huán)在我接觸課題的初期對(duì)我的啟發(fā)和鼓勵(lì)，感謝師兄陳鑫、張同越在遙遠(yuǎn)的異國(guó)他鄉(xiāng)對(duì)我的督促和提醒，感謝師妹王曉昱在我撰寫(xiě)論文期間提供的無(wú)私幫助，也要感謝唐云浩、包涵、劉培玲等課題組其他所有的成員對(duì)我的關(guān)心和幫助。另外，還要感謝對(duì)我論文格式修改方面提供寶貴意見(jiàn)的許德利、王立志、徐偉博、趙海增等同學(xué)。在此衷心的祝福你們一帆風(fēng)順、前程似錦。最后，我要感謝我的家人，沒(méi)有家人多年來(lái)的支持和關(guān)懷，就沒(méi)有我完成

4、學(xué)業(yè)的精神力量和物質(zhì)保障，也祝愿我的家人幸?？鞓?lè)。感謝所有關(guān)心和愛(ài)護(hù)我的人，愿你們一生幸福！摘要摘要摘要：土木工程結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中，在環(huán)境中各種載荷的作用下，會(huì)發(fā)生不同程度的損傷，從而埋下隱患，造成事故。因此，對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)行安全評(píng)估顯得尤為重要。通過(guò)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特定對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷定位和損傷定量，己經(jīng)成為一個(gè)十分熱門(mén)的課題，所以結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的準(zhǔn)確識(shí)別也成為了結(jié)構(gòu)損傷診斷的核心問(wèn)題之一。結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法分為傳統(tǒng)的模態(tài)識(shí)別方法與環(huán)境激勵(lì)下的模態(tài)識(shí)別方法。而后者相較于前者，具有成本低、不影響結(jié)構(gòu)的正常工作、無(wú)需人工激勵(lì)等諸多優(yōu)點(diǎn)。所以，本文就環(huán)境激勵(lì)下的

5、結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法展開(kāi)研宄。本文首先介紹了模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)，并推導(dǎo)了兩種時(shí)域數(shù)據(jù)預(yù)處理算法（隨機(jī)減量法、自然激勵(lì)技術(shù)法）以及四種基于環(huán)境激勵(lì)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法（法、法、模型時(shí)序分析法、隨機(jī)子空間法）。接著通過(guò)建立橋梁結(jié)構(gòu)的有限元模型，做瞬態(tài)分析，獲取了橋梁結(jié)構(gòu)在三種不同的環(huán)境激勵(lì)下的位移時(shí)程數(shù)據(jù)，對(duì)有限元模型進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別，與橋梁結(jié)構(gòu)的真實(shí)模態(tài)參數(shù)對(duì)比，驗(yàn)證算法的適用性。然后通過(guò)對(duì)時(shí)程數(shù)據(jù)加入不同程度的噪聲干擾，驗(yàn)證各個(gè)算法的抗噪能力。綜合比較，選擇出最優(yōu)的模態(tài)識(shí)別方法，法。同時(shí)，將本文所推導(dǎo)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別法與時(shí)程數(shù)據(jù)預(yù)處理方法法結(jié)合，提出新的模

6、態(tài)識(shí)別方法，并驗(yàn)證算法在環(huán)境激勵(lì)下的適用性、準(zhǔn)確性和抗噪能力。最后通過(guò)對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)橋墩實(shí)測(cè)加速度時(shí)程數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了本文推導(dǎo)的模態(tài)識(shí)別方法法在工程實(shí)際中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：模態(tài)參數(shù)識(shí)別；環(huán)境激勵(lì)；有限元瞬態(tài)分析；實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析ABSTRACTABSTRACTABSTRACT:Civilengineeringstructuresarepronetobedamagedtosomedegreecausedbyallkindsofdifferentloadsfromtheenvironmentduringtheirservicelives,whichmaybec

7、omepotentialhazardsandresultindisastrousconsequences.Thusmakesitespeciallyimportanttoidentifythestructures'damage.Andithasbecomeaveryhotresearchprojecttoidentifythestructures’，，，目錄目錄摘要研宄背景模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法的概述模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法的分類基于環(huán)境激勵(lì)的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的識(shí)別方法國(guó)內(nèi)外研宄現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)研宄現(xiàn)狀本文的主要工作計(jì)劃模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的三個(gè)問(wèn)題模態(tài)分析理

8、論的三個(gè)基本假設(shè)模態(tài)分析的基本理論與相關(guān)的幾個(gè)概念頻響函數(shù)的相關(guān)概念及理論脈沖響應(yīng)函數(shù)的概念及