基于系統(tǒng)完全解耦的動載荷時域識別方法研究.pdf

1、隨著工程設(shè)計要求及技術(shù)的不斷提高，動態(tài)載荷的確定正日益成為工程實際中迫切需要解決的一個問題。傳統(tǒng)的動載荷識別方法主要可分為頻域法和時域法。頻域法發(fā)展較早，精度較高，計算方法較為成熟。而時域法是20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來的一種方法，因其不需在時域和頻域間轉(zhuǎn)化，并且具有識別各類載荷的潛力，所以工程應(yīng)用前景很廣闊。
　　目前，一種載荷時域識別方法在模型設(shè)計之初利用模態(tài)坐標(biāo)變換將系統(tǒng)多自由度微分方程轉(zhuǎn)化為非耦合形式，然后建立具體的反演公

2、式，取得了理想的效果。但二階系統(tǒng)涉及三個系數(shù)矩陣，直接利用坐標(biāo)變換將這三個矩陣同時對角化，當(dāng)且僅當(dāng)系統(tǒng)為比例阻尼或經(jīng)典阻尼時才能夠?qū)崿F(xiàn)，這就使得算法的應(yīng)用受到了限制。數(shù)值代數(shù)領(lǐng)域，采用Lancaster擴(kuò)展系統(tǒng)來研究二階系統(tǒng)的解耦問題，并已證明幾乎所有二階系統(tǒng)都可以利用此方法實現(xiàn)解耦。
　　本文首先利用基于譜信息的二階系統(tǒng)解耦算法實現(xiàn)三個矩陣的對角化，并利用基于Sylvester方程的解耦變換求解方法獲得相應(yīng)的解耦變換；其次，以現(xiàn)

3、有一類載荷時域識別方法涉及到的解耦問題作為切入點(diǎn)，將基于 Lancaster結(jié)構(gòu)的二階系統(tǒng)解耦方法應(yīng)用于系統(tǒng)動力學(xué)方程解耦中，并利用解耦變換通過數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)提出了基于系統(tǒng)完全解耦的載荷識別數(shù)學(xué)模型；再者，采用精細(xì)逐步積分方法，并在微小時段內(nèi)載荷為階躍和線性變化的兩種假設(shè)下，推導(dǎo)出具體的載荷識別公式，建立新的載荷識別數(shù)學(xué)模型。最后，對模型進(jìn)行解算，由結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)反求載荷的時間歷程。數(shù)值實驗一方面驗證，本文建立模型針對比例阻尼系統(tǒng)的載荷識別