桥梁结构气动导数识别的理论和试验研究

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第1章概述

1.1桥梁的风致振动

1.1.1风对桥梁的静力作用

1.1.2风对桥梁的动力作用

1.2桥梁颤振分析的基本理论

1.2.1理想平板气动自激力公式

1.2.2古典颤振分析理论

1.2.3 Scanlan气动自激力模型

1.2.4桥梁颤振分析的频域法

1.2.5桥梁颤振分析的时域法

1.2.6桥梁颤振稳定性的可靠性评价

1.3桥梁风洞试验

1.4桥梁结构的气动导数识别

1.4.1基于流体力学数值模拟的气动导数识别

1.4.2基于节段模型风洞试验的气动导数识别

1.4.3紊流风场的气动导数识别

1.4.4雷诺数效应和气动参数的不确定性

1.5本文的主要研究内容

第2章非经典线性系统的振动分析

2.1基本理论

2.1.1非经典线性系统的自由振动

2.1.2模态参数与系统矩阵的关系

2.1.3状态方程的解耦变换

2.2状态向量与复模态位移分量和速度分量之间的关系

2.3非经典线性系统的强迫振动响应

2.4计算实例

2.4.1算例一：三层剪切型框架

2.4.2算例二：平板刚性节段模型风振试验

2.5本章小结

第3章节段模型参数识别的时域法

3.1结构参数识别的时域法

3.2用于节段模型参数识别的时域法

3.2.1解析解拟合法

3.2.2 ITD法

3.2.3 MITD法

3.2.4 ULS法

3.2.5 ILS法

3.3分段扩阶最小二乘迭代算法

3.3.1可识别性研究

3.3.2最小二乘一次完成算法

3.3.3倒置时序最小二乘一次完成算法

3.3.4分段扩阶最小二乘迭代算法

3.4仿真识别

3.5风洞试验

3.6本章小结

第4章信号处理和仿真识别

4.1小波分析理论

4.1.1小波变换

4.1.2小波的多分辨率分析

4.1.3小波对信号的多尺度信息表达

4.2应用小波分析对信号去噪

4.2.1小波去噪的基本原理和方法

4.2.2小波阈值收缩法去噪

4.3低通滤波和数值微分

4.3.1无相位失真的低通滤波

4.3.2牛顿多项式差分公式

4.4无偏心节段模型参数的仿真识别

4.4.1无偏心节段模型系统矩阵的仿真识别

4.4.2无偏心节段模型物理参数的仿真识别

4.5本章小结

第5章桥梁断面气动导数识别

5.1偏心节段模型振动分析

5.1.1偏心节段模型的运动方程

5.1.2偏心节段模型的振动分析

5.2气动导数识别

5.2.1 SEO-ILS法识别系统矩阵

5.2.2气动导数的提取

5.3偏心节段模型物理参数识别

5.3.1偏心节段模型物理参数的识别方法

5.3.2偏心节段模型物理参数的仿真识别

5.4风洞试验

5.4.1平板模型的气动导数识别

5.4.2桥梁节段模型的气动导数识别

5.5本章小结

第6章气动导数特性的实验研究

6.1湖南大学HD-2风洞简介

6.2节段模型三自由度悬挂装置

6.3.平板模型气动导数识别的实验研究

6.3.1平板气动导数识别的试验方案

6.3.2平板气动导数识别结果与分析

6.4气动导数特性的实验研究

6.4.1平胜桥气动导数识别的试验方案

6.4.2平胜桥气动导数识别结果与分析

6.4.3平胜桥气动导数的对比与分析

6.4.4矮寨桥气动导数识别

6.5平板模型气动导数识别的变异性研究

6.5.1模态频率和阻尼比的变异性研究

6.5.2气动导数的变异性研究

6.6本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间的主要研究成果