基于环境振动的结构模态参数识别方法及其软件实现

基于环境振动的模态参数识别因其无需复杂的实验设备、安全性能好、不影响结构正常使用等优点成为了国内外研究的热点。其中,时域方法因为无能量泄漏,比较适合处理大型复杂结构的多通道观测的密集模态识别问题,而成为基于环境振动的模态识别方法中最为重要的一类方法。但是,为了估计系统模型阶次、剔除虚假模态,目前常用的MAC和MAmC准则以及稳定图方法都需要进行探索性计算。然而在大型复杂结构的应用中,进行大规模的探索计算并不总是适宜的。因此,寻找一种直接确定系统模型阶次的方法,对于系统模态识别的时域方法及其工程应用具有重要意义。 本文的主要研究目标是建立一种基于环境振动的结构模态参数识别的直接方法,论文主要包括以下几个方面: 1.概括介绍了结构模态参数识别研究的国内外现状,阐述了本文课题的研究目的和意义。 2.介绍了几种常用的基于环境振动的模态参数识别方法,分析了现有方法的有效性和局限性。 3.建立了一种基于环境振动的系统(物理)模态参数识别的直接方法,通过数值模拟验证了本文方法识别结构系统模态的有效性。 4.以本文建立的基于反向相关函数的系统模态识别方法为主要方法,并辅助以平均正则化功率谱方法以及随机子空间方法,编制了一套基于环境振动的结构模态参数识别的系统软件。 5.利用Bunchmark模型的模拟数据和西宁北川河桥的实测数据,对所开发的系统软的功能进行了验证。