HHT方法在兩自由度體系動力響應(yīng)特征分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文圍繞著希爾伯特-黃變換方法對兩自由度體系動力響應(yīng)特征展開了研究. 針對HHT方法中的EMD篩分問題,本文通過大量的數(shù)據(jù)研究總結(jié)了并不是所有的數(shù)據(jù)都可以正確篩分,試驗研究表明存在一個可篩分的數(shù)據(jù)區(qū)域邊界.在此基礎(chǔ)上,借助于Yang提出的基于Fourier變換的EMD方法,可以實現(xiàn)模態(tài)混淆信號的篩分. 研究了線性時不變2-DOF體系、以及剛度漸變與剛度突變兩種線性時變2-DOF體系在強迫振動下的IMF分量與Hilbert

2、譜所蘊含的物理意義.在簡諧波形輸入下,HHT以體系動力響應(yīng)的不同振動模態(tài)之間的波間組合機制來描述體系線性的力學(xué)行為,利用HHT分解出來的表征穩(wěn)態(tài)反應(yīng)的IMF分量可以獲得有關(guān)輸入的信息；而利用表征瞬態(tài)反應(yīng)的IMF分量,則可以獲得有關(guān)體系自振特性方面的信息,識別出體系的自振頻率和阻尼參數(shù).對于線性時變體系,能夠識別出時變2-DOF體系的自振頻率變化情況,從而得到體系剛度參數(shù)隨時間的變化.如果體系的輸入為地震波,HHT譜依然能夠如實地描述體系

3、在地震動輸入下動力響應(yīng)的能量在時頻平面內(nèi)的分布,體現(xiàn)出了其獨特的優(yōu)越性. 分析了雙線性2-DOF體系動力響應(yīng)的Hilbert譜及Hilbert邊緣譜所蘊含的物理意義,通過體系振動過程中的屈服時程論述了瞬時頻率波動所蘊含的物理意義,以及輸入單分量簡諧波的幅值、頻率及體系的阻尼等不同因素對HHT譜的影響.得到體系的屈服時刻比卸載時刻更容易被識別出來；體系的屈服及卸載情況,在本層的輸出加速度反應(yīng)中有明顯的反映,而相鄰層的剛度變化情況反

4、映不明顯.還對地震動輸入下體系動力響應(yīng)的Hilbert譜及Hilbert邊緣譜、Fourier譜以及Morlet小波譜的特征進行了探討與分析. 詳細研究了不同的等效線性單自由度(SDOF)體系動力響應(yīng)的Hilbert譜以及Hilbert邊緣譜所蘊含的物理意義,以及輸入單分量簡諧波的幅值等因素對這兩種譜特征的影響,并對不同等效線性化體系的動力響應(yīng)頻譜特征的異同點進行了比較,評價了各種方法的優(yōu)缺點.此外,還對地震動輸入下等效線性單自