环境激励下海洋平台结构模态参数识别与损伤诊断研究

杨和振

中国海洋大学

摘要：

该论文以海洋平台结构为研究对象,着重解决基于振动测试结构健康监测的两个关键问题:第一,仅仅从结构的输出响应信号中识别结构的模态参数.以环境载荷作为大型土木工程结构的激励力,无需专门的测试设备,故可以节省时间,显著地降低振动测试的成本.第二,结构损伤诊断算法.环境激励下识别出的结构模态参数无法质量归一化,高阶的模态不容易被激发出来,测试模态存在较为严重的不完备性,现有的基于动力测试的损伤诊断算法无法诊断复杂三维框架结构的损伤.针对上述局限性,该文提出了新的结构损伤诊断算法——模态应变能分解法,诊断三维框架结构(如海洋平台结构)的损伤.大型结构基于振动测试的损伤诊断算法都面临着模态不完备的问题,首先在损伤诊断算法(模态应变能分解法)上尽可能地运用低阶的模态、可测试的模态自由度;其次是运用传感器优化配置算法结合模态扩展满足损伤诊断算法的要求.该文提出结构损伤诊断的传感器优化配置算法结合系统等效缩减扩展(SEREP)用于结构损伤诊断,传感器配置基于FISHER信息矩阵及模态应变能最大为目标,以选择最有利于结构损伤诊断的测试位置.

关键词：海洋平台结构;损伤诊断;模态参数识别;结构;结构健康监测;模态应变能;频响函数;特征系统实现算法;自然激励法;现场测试;物理模型实验;环境激励

授予单位：中国海洋大学

授予学位：博士

学科专业：港口、海岸及近海工程

导师姓名：李华军

学位年度：2004

语种：中文

分类号：TE951

页数：211

在线出版日期：2005-05-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）