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              橋梁結構的模態參數識別是什么呢?

              作者:admin 發布日期:2021/1/27 關注次數: 二維碼分享

               橋梁結構的模態參數識別是什么呢?內蒙古橋梁鋼結構晟華鋼結構告訴您。反映結構振動特性的物理量主要包括結構的物理參數和模態參數,其中物理參數可以直接代表結構的特性,主要包括結構的質量、阻尼和剛度;模態參數可以間接反映結構的質量和剛度分布,主要包括結構的頻率、振型和阻尼比。橋梁結構的模態參數反映了其自身的特點,是損傷識別和結構狀態評價的重要評價因素。在橋梁健康監測中,對采集到的結構振動測試信號進行分析,獲取結構模態參數是進行結構狀態評估的前提。

                   

              結構模態分析是以結構振動理論為基礎,以模態參數為目標的分析方法。其實質是將結構振動微分方程的物理坐標變換為模態坐標,使方程解耦,轉化為一組由模態坐標和模態參數描述的獨立方程組,從而得到結構振動系統的模態參數。其主要分為理論模態分析(Analytical Modal Analisis)和實驗模態分析(Experimental Modal Analysis)兩種分析方法。
                  

              理論模態分析主要是基于線性振動理論來研究激勵、系統和響應之間的關系。采用有限元方法對結構進行離散化,建立系統特征值問題的數學模型,用數值方法求解系統的模態參數(特征值和特征向量)。它屬于結構動力學的正問題,即在已知激勵和系統的情況下獲得響應。根據試驗得到的激勵和響應的時程,利用信號處理技術得到系統的頻率響應函數或脈沖響應函數,建立了系統的非參數模型。然后利用參數辨識方法得到模態參數。它屬于結構動力學反問題,即已知系統的輸入輸出,分析或表征系統特性的各種參數。
                    

              橋梁結構的模態參數識別的含義


              模態分析技術的核心內容是模態參數識別,根據激勵方法的不同,可分為傳統的模態參數識別方法和基于環境激勵的模態參數識別方法。傳統模態參數識別方法的前提是進行結構振動試驗,通過激振設備和信號采集處理儀器獲取結構振動響應信號。此時,需要投入昂貴復雜的激振設備和外圍儀器以及大量的人力,激振難度大,成本高。對于復雜的大橋結構,由于現場試驗條件的限制,如果勵磁設備不能滿足要求,很難保證測量數據的質量。如果激振力過大,可能會對結構造成損傷。此外,在振動試驗過程中,還需要臨時封閉交通,這將影響橋梁的正常使用。因此,橋梁結構的模態參數識別不適合傳統的人工激勵法。環境激勵可以直接利用自然環境對結構進行激勵,無需復雜昂貴的激勵設備,不中斷橋梁的正常使用,更符合大跨度橋梁的特點,并能實現實時監測,但其動態響應試驗數據幅值小、隨機性強、數據量大,因此需要結合一些特殊的系統辨識和模態參數識別技術進行組合分析,使得其成為結構系統辨識領域一個具有挑戰性的研究課題。

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