基于冲击振动的位移柔度和应变柔度识别方法
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第10-14页 |
| 1.1.1 工程结构的维护管理 | 第10-11页 |
| 1.1.2 结构健康监测研究进展 | 第11-14页 |
| 1.2 结构检测与测试技术 | 第14-16页 |
| 1.2.1 无损检测技术 | 第14-15页 |
| 1.2.2 卡车静载试验 | 第15页 |
| 1.2.3 环境振动测试 | 第15页 |
| 1.2.4 冲击振动测试 | 第15-16页 |
| 1.2.5 快速测试与评估技术 | 第16页 |
| 1.3 当前结构健康监测技术面临的挑战性问题 | 第16-17页 |
| 1.4 本文研究的主要内容及结构安排 | 第17-19页 |
| 1.4.1 主要研究内容与创新点 | 第17-18页 |
| 1.4.2 论文结构安排 | 第18-19页 |
| 第二章 结构模态分析理论 | 第19-36页 |
| 2.1 拉普拉斯变换和傅里叶变换 | 第19-22页 |
| 2.1.1 拉普拉斯变换 | 第19页 |
| 2.1.2 傅里叶变换 | 第19-20页 |
| 2.1.3 数据频谱分析误差 | 第20-22页 |
| 2.2 结构位移频响函数 | 第22-30页 |
| 2.2.1 位移频响函数定义 | 第22-25页 |
| 2.2.2 实模态系统频响函数计算 | 第25-26页 |
| 2.2.3 复模态系统频响函数计算 | 第26-29页 |
| 2.2.4 脉冲响应函数和频响函数的关系 | 第29-30页 |
| 2.3 模态质量和模态缩放系数的关系 | 第30-31页 |
| 2.4 频响函数估计 | 第31-35页 |
| 2.4.1 单点输入作用下的频响函数估计 | 第32-33页 |
| 2.4.2 多点输入作用下的频响函数估计 | 第33-35页 |
| 2.5 相干函数和模态保证准则 | 第35页 |
| 2.5.1 相干函数 | 第35页 |
| 2.5.2 模态保证准则 | 第35页 |
| 2.6 本章小结 | 第35-36页 |
| 第三章 基于环境振动的非缩放位移柔度识别理论 | 第36-47页 |
| 3.1 概述 | 第36-37页 |
| 3.2 环境振动识别非缩放位移柔度 | 第37-42页 |
| 3.2.1 位移频响函数的计算方法 | 第37-39页 |
| 3.2.2 位移频响函数的幅值关系 | 第39页 |
| 3.2.3 位移柔度的比例关系 | 第39-41页 |
| 3.2.4 环境振动识别非缩放位移柔度步骤 | 第41-42页 |
| 3.3 数值模拟 | 第42-44页 |
| 3.4 试验研究 | 第44-46页 |
| 3.5 本章小结 | 第46-47页 |
| 第四章 基于冲击振动的位移柔度识别理论 | 第47-69页 |
| 4.1 概述 | 第47-48页 |
| 4.2 质量归一化位移振型识别位移柔度 | 第48-50页 |
| 4.2.1 质量归一化的位移振型 | 第48页 |
| 4.2.2 位移柔度矩阵计算 | 第48-49页 |
| 4.2.3 用位移柔度矩阵预测静力位移 | 第49页 |
| 4.2.4 有限元模拟 | 第49-50页 |
| 4.3 位移柔度和位移频响函数的关系 | 第50-52页 |
| 4.3.1 从位移频响函数定义式中推导位移柔度 | 第50-51页 |
| 4.3.2 从实模态位移频响函数中推导位移柔度 | 第51页 |
| 4.3.3 从复模态位移频响函数中推导位移柔度 | 第51-52页 |
| 4.4 CMIF法识别位移柔度 | 第52-59页 |
| 4.4.1 位移频响函数矩阵的奇异值分解 | 第52-53页 |
| 4.4.2 CMIF图和位移振型识别 | 第53-54页 |
| 4.4.3 增强位移频响函数计算 | 第54-56页 |
| 4.4.4 增强位移频响函数的二阶UMPA模型 | 第56-57页 |
| 4.4.5 结构的固有频率和阻尼比识别 | 第57-58页 |
| 4.4.6 模态缩放系数识别 | 第58页 |
| 4.4.7 位移柔度矩阵识别 | 第58-59页 |
| 4.5 试验验证 | 第59-68页 |
| 4.5.1 简支钢梁试验结构简介 | 第59-60页 |
| 4.5.2 冲击振动测试 | 第60-62页 |
| 4.5.3 静载测试 | 第62-63页 |
| 4.5.4 数据预处理 | 第63-65页 |
| 4.5.5 结构模态参数识别 | 第65-66页 |
| 4.5.6 位移柔度矩阵识别 | 第66-67页 |
| 4.5.7 静载工况下的位移预测 | 第67-68页 |
| 4.6 本章小结 | 第68-69页 |
| 第五章 基于冲击振动的应变柔度识别理论 | 第69-107页 |
| 5.1 概述 | 第69-70页 |
| 5.1.1 应变模态分析理论概述 | 第69页 |
| 5.1.2 长标距光纤应变传感器介绍 | 第69-70页 |
| 5.2 梁的挠曲线、转角、曲率、应变关系 | 第70-71页 |
| 5.3 梁位移计算的共轭梁法 | 第71-73页 |
| 5.3.1 共轭梁法基本原理 | 第71-72页 |
| 5.3.2 由长标距应变计算梁的挠度 | 第72-73页 |
| 5.4 应变模态理论 | 第73-76页 |
| 5.4.1 传统点式应变模态理论 | 第73-74页 |
| 5.4.2 长标距应变模态理论 | 第74-75页 |
| 5.4.3 长标距应变频响函数矩阵的特征 | 第75-76页 |
| 5.5 质量已知条件下的应变柔度识别 | 第76-80页 |
| 5.5.1 理论推导 | 第76-77页 |
| 5.5.2 有限元模拟 | 第77-80页 |
| 5.6 改进的CMIF法识别应变柔度理论 | 第80-84页 |
| 5.6.1 长标距应变频响函数 | 第81页 |
| 5.6.2 应变频响函数矩阵的奇异值分解 | 第81页 |
| 5.6.3 CMIF图和模态振型识别 | 第81-82页 |
| 5.6.4 增强频响函数计算和基本模态参数识别 | 第82-83页 |
| 5.6.5 模态缩放系数识别 | 第83页 |
| 5.6.6 长标距应变柔度矩阵识别 | 第83-84页 |
| 5.7 试验验证 | 第84-86页 |
| 5.8 有限元模型高级分析 | 第86-93页 |
| 5.8.1 模型概况 | 第86-87页 |
| 5.8.2 数据处理与模态参数识别 | 第87-90页 |
| 5.8.3 长标距应变柔度矩阵识别 | 第90-91页 |
| 5.8.4 模态截断效应分析 | 第91页 |
| 5.8.5 鲁棒性和抗噪性分析 | 第91-92页 |
| 5.8.6 传感器稀疏布置分析 | 第92-93页 |
| 5.9 位移柔度和应变柔度的融合识别理论 | 第93-96页 |
| 5.9.1 理论阐述 | 第93-94页 |
| 5.9.2 简支钢梁试验验证 | 第94-95页 |
| 5.9.3 兴隆大桥有限元模型验证 | 第95-96页 |
| 5.10 基于应变参数的损伤识别研究 | 第96-106页 |
| 5.10.1 损伤识别指标概述 | 第96-98页 |
| 5.10.2 简支钢梁试验研究 | 第98-100页 |
| 5.10.3 IBS桥有限元模型研究 | 第100-106页 |
| 5.11 本章小结 | 第106-107页 |
| 第六章 总结和展望 | 第107-109页 |
| 6.1 全文工作总结 | 第107-108页 |
| 6.2 后续工作展望 | 第108-109页 |
| 参考文献 | 第109-114页 |
| 发表论文情况 | 第114-115页 |
| 致谢 | 第115页 |
