应变功率谱密度传递比与工作应变模态参数识别

作     者：王世东 任伟新 WANG Shi-dong;REN Weixin

作者机构：合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2022年第35卷第4期

页      面：806-813页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51778204) 深圳市科技计划资助项目(KQTD20180412181337494) 

主　　题：模态参数识别 工作应变模态分析 传递比 功率谱密度传递比 奇异值分解 

摘      要：选取一个应变响应测点作为参考点,定义了响应应变功率谱密度传递比(Strain Power Spectrum Density Transmissibility,SPSDT),从理论上证明了SPSDT在系统的极点处为应变振型系数之比。利用这一性质,选取一系列不同的参考点构造响应应变功率谱密度传递比矩阵,在系统的极点处对该矩阵进行奇异值分解,分解所得左奇异矩阵的第一列向量即为应变振型,从而实现结构工作应变模态参数的识别。与传统的工作模态分析方法相比,SPSDT方法不需要对激励做白噪声假定,不需要多种激励类型,仅在一种激励下即可识别出结构的工作应变模态参数。通过数值模拟算例和实验室模型试验验证了所提出方法的有效性,并与传统的频域分解法和随机子空间识别方法进行了比较,验证了所提出方法是有效的。最后分析了采样时长对识别结果的影响,结果表明该方法仅用1min时长数据即可达到稳定的识别精度,具有较好的鲁棒性。