耦合索股系统自振特性与索力全局识别算法

作     者：张卓杰 王熙程 武朝帅 甄晓霞 李丹枫 ZHANG Zhuojie;WANG Xicheng;WU Zhaoshuai;ZHEN Xiaoxia;LI Danfeng

作者机构：石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 河北省风工程和风能利用工程技术创新中心石家庄050043 华南理工大学土木与交通学院广州510641 台州学院建筑工程学院浙江台州318000 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2024年第43卷第9期

页      面：27-35页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 07[理学] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 070105[理学-运筹学与控制论] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家自然科学基金(52178138 51908382) 河北省自然科学基金创新群体项目(E202210078) 广东省自然科学基金(2021A1515012064) 石家庄铁道大学研究生创新资助项目(YC2023067) 

主　　题：刚性耦合 自振特性 填充函数 全局最优化 索力识别 

摘      要：索是缆索承重结构重要的受力构件,索力直接影响结构的服役状态与使用寿命。对于局部刚性耦合的索股结构,索股振动具有独立性和耦联性,系统呈现的整体振动与完全独立或完全耦合的索股系统振动特性均不同。为了对局部刚性耦合的索股系统的索力进行有效识别,首先建立耦合多索股模型并推导了系统的振动方程,根据系统的频率方程对系统的自振特性进行参数分析;然后将填充函数法和最优化理论相结合,构建了耦合索股系统索力识别算法,实现了索力全局识别;最后通过试验和有限元仿真验证了算法的正确性和可靠性。结果表明:刚性耦合使各索股振动同频,索股系统的自振频率在整数倍频之间出现了分数倍频,在整体振型之间出现局部振型;该文所提出的基于全局最优化理论的索力识别算法对迭代初值要求低,计算精度和收敛效率高,可扩展到其他参数识别问题中。