基于時間序列數(shù)據(jù)的非線性結構恢復力識別與建模.pdf

1、由于工程結構材料自身老化、使用荷載的變化、以及地震、強風等各種自然和人為因素的作用，實際工程結構都不可避免地存在著不同程度損傷累積。近年來國內(nèi)外發(fā)生的土木工程安全事故使得人們認識到對使用中的結構，即使是新建或者是投入使用不久的結構進行實時在線監(jiān)測，并據(jù)此對其健康狀況、承載能力和使用壽命進行評估和預測是一項緊迫而重要的課題。同時，對工程結構的損傷進行快速識別與性能評估也是有效開展救災的緊迫需要。動力系統(tǒng)的反分析是結構健康監(jiān)測、損傷識別和性

2、能評估中基礎和關鍵科學問題之一。經(jīng)過國內(nèi)外學者的努力，對于線彈性系統(tǒng)的識別問題，已經(jīng)建立了較為完善的理論和方法。嚴格來講，實際工程結構均有不同程度的非線性特性，只是其程度有所不同，工程結構的損傷的發(fā)生發(fā)展過程是一個典型的非線性過程，但是對結構非線性行為的識別理論與方法遠不如線彈性系統(tǒng)的識別理論成熟。 本文提出了一種基于時間序列數(shù)據(jù)的非線性結構系統(tǒng)的非線性行為的識別方法及其模型化方法，通過理論分析、數(shù)值模擬和模型試驗對該方法的適用

3、性進行了研究。研究內(nèi)容包括如下： 1.建立了基于動力響應和激勵時程的結構參數(shù)識別方法。該方法適用于線性系統(tǒng)及非線性系統(tǒng)，可識別出線性結構的質(zhì)量、剛度和阻尼矩陣以及非線性結構的質(zhì)量矩陣、等效剛度矩陣和阻尼矩陣，進而識別出結構的非線性恢復力。 2.通過數(shù)值模擬驗證了該方法的可靠性。在一個多層框架結構的數(shù)值模型中引入磁流變阻尼器模擬結構的非線性阻尼特性，運用現(xiàn)有的磁流變阻尼器的計算模型，計算含磁流變阻尼器的結構非線性動力響應。

4、運用數(shù)值模擬驗證了所提出的方法在單個激勵以及完整激勵下的性能。結果表明本方法能有效地識別計算模型結構的非線性阻尼力，并與計算模型進行了比較，結果吻合良好。 3.設計制作一個多層框架結構模型，在結構中引入MR阻尼器并調(diào)整不同的輸入電流模擬不同程度的非線性恢復力，開展不同激勵水準和不同激勵方式下的振動測試。運用實驗測試結果，運用所提出的方法對不同電流下模型結構阻尼構件的滯回特性進行了識別，并與實測結果進行了比較，結果表明本方法的可行