橋梁結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)識別是什么呢？內(nèi)蒙古橋梁鋼結(jié)構(gòu)晟華鋼結(jié)構(gòu)告訴您。反映結(jié)構(gòu)振動特性的物理量主要包括結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)和模態(tài)參數(shù)，其中物理參數(shù)可以直接代表結(jié)構(gòu)的特性，主要包括結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、阻尼和剛度；模態(tài)參數(shù)可以間接反映結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布，主要包括結(jié)構(gòu)的頻率、振型和阻尼比。橋梁結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)反映了其自身的特點(diǎn)，是損傷識別和結(jié)構(gòu)狀態(tài)評價的重要評價因素。在橋梁健康監(jiān)測中，對采集到的結(jié)構(gòu)振動測試信號進(jìn)行分析，獲取結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)是進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估的前提。

結(jié)構(gòu)模態(tài)分析是以結(jié)構(gòu)振動理論為基礎(chǔ)，以模態(tài)參數(shù)為目標(biāo)的分析方法。其實(shí)質(zhì)是將結(jié)構(gòu)振動微分方程的物理坐標(biāo)變換為模態(tài)坐標(biāo)，使方程解耦，轉(zhuǎn)化為一組由模態(tài)坐標(biāo)和模態(tài)參數(shù)描述的獨(dú)立方程組，從而得到結(jié)構(gòu)振動系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)。其主要分為理論模態(tài)分析（Analytical Modal Analisis）和實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析（Experimental Modal Analysis）兩種分析方法。
    

理論模態(tài)分析主要是基于線性振動理論來研究激勵、系統(tǒng)和響應(yīng)之間的關(guān)系。采用有限元方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散化，建立系統(tǒng)特征值問題的數(shù)學(xué)模型，用數(shù)值方法求解系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)（特征值和特征向量）。它屬于結(jié)構(gòu)動力學(xué)的正問題，即在已知激勵和系統(tǒng)的情況下獲得響應(yīng)。根據(jù)試驗(yàn)得到的激勵和響應(yīng)的時程，利用信號處理技術(shù)得到系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)或脈沖響應(yīng)函數(shù)，建立了系統(tǒng)的非參數(shù)模型。然后利用參數(shù)辨識方法得到模態(tài)參數(shù)。它屬于結(jié)構(gòu)動力學(xué)反問題，即已知系統(tǒng)的輸入輸出，分析或表征系統(tǒng)特性的各種參數(shù)。
      

模態(tài)分析技術(shù)的核心內(nèi)容是模態(tài)參數(shù)識別，根據(jù)激勵方法的不同，可分為傳統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)識別方法和基于環(huán)境激勵的模態(tài)參數(shù)識別方法。傳統(tǒng)模態(tài)參數(shù)識別方法的前提是進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動試驗(yàn)，通過激振設(shè)備和信號采集處理儀器獲取結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)信號。此時，需要投入昂貴復(fù)雜的激振設(shè)備和外圍儀器以及大量的人力，激振難度大，成本高。對于復(fù)雜的大橋結(jié)構(gòu)，由于現(xiàn)場試驗(yàn)條件的限制，如果勵磁設(shè)備不能滿足要求，很難保證測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。如果激振力過大，可能會對結(jié)構(gòu)造成損傷。此外，在振動試驗(yàn)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(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)識別不適合傳統(tǒng)的人工激勵法。環(huán)境激勵可以直接利用自然環(huán)境對結(jié)構(gòu)進(jìn)行激勵，無需復(fù)雜昂貴的激勵設(shè)備，不中斷橋梁的正常使用，更符合大跨度橋梁的特點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測，但其動態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)幅值小、隨機(jī)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)量大，因此需要結(jié)合一些特殊的系統(tǒng)辨識和模態(tài)參數(shù)識別技術(shù)進(jìn)行組合分析，使得其成為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)辨識領(lǐng)域一個具有挑戰(zhàn)性的研究課題。

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