结构阻尼时域识别方法的研究

振动模态分析与参数识别是振动工程中一个活跃的分支，是结构动态设计、减振消振、振动控制的基础。模态分析与参数识别是结构动力学的一种“逆问题”分析方法，采用实验与理论分析相结合的方法来处理工程领域的振动问题，迄今在各工程领域中广泛应用，并己发展成为解决工程中振动问题的重要手段。模态分析的最终目标是识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断与预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。 结构的模态参数包括结构的质量、刚度、阻尼，这些参数通过模态识别法可以被识别。实际结构的阻尼特性十分复杂，到目前为止，尚未建立一种完备而有效的阻尼模型来确切地反映实际结构的阻尼特性，并且由阻尼引起的一系列问题对于结构的设计与优化至关重要。阻尼识别的方法有很多种，但是各种方法在具体条件下有各自不同的优缺点。为了满足研究的需要，本文主要探讨结构阻尼在时域里的识别问题，以便找到更为精确的阻尼识别方法。 本文主要做了如下工作： 1、集中研究了四种常用的模态识别方法，即最小二乘复指数法(LSCE法)、Ibrahim时域法(ITD法)、时域总体模态参数辨识法及有理分式多项式法(RFP法)： 2、建立必要的结构动力学模型，利用这四种方法在具体条件下识别结构的阻尼，并绘制相应的图； 3、把四种常用的模态识别方法识别的结果在具体情况下进行了对比，讨论不同的情况下，不同的识别方法对阻尼识别精确性的影响； 4、基于业已明确的阻尼识别的精确性，根据研究的需要，指出在实际的识别过程中，如何选择最佳的识别方法以及识别过程中需要注意的问题； 5、选择最为精确的阻尼识别方法，以导师李书进教授在日本京都大学防灾研究所强震反应实验室所做的一木制结构房屋的动力测试实验为实测模型，识别其阻尼； 6、在本文的最后，尽作者所知，提出了一些需要改进的地方，并对未来的研究方向给出了作者的建议。