移动荷载识别的样条函数逼近法研究

摘要

该文主要研究了样条函数逼近法在载荷识别领域的应用.首先,基于欧拉梁振动理论和模态叠加法,建立了车—桥耦合振动方程.利用Newmark法预估了桥梁在移动车辆荷载作用下的动力响应及车—桥相互作用力,并进行了理论分析和误差评估. 其次依据函数逼近理论与移动荷载识别的理论,提出了桥上移动载荷识别的样条函数逼近法,即利用样条函数逼近桥梁的挠度响应与弯矩响应,再通过模态坐标方程和最小二乘法识别桥上移动荷载.同时进行了计算机仿真试验,研究了各参数如采样频率、轴跨比、车速、噪声、路面不平顺回素等对识别效果的影响.研究结果显示,样条函数逼近法在荷识别方面有一定的优越性,能够得到较理想的识别荷载,同时该方法具有较强的抗噪声能力. 最后,文中按照车—桥振动模型,进行了模型试验,并对试验结果进行了理论分析及误差分析.试验证明由测试桥梁响应识别移动的车辆荷载是可行的,该方法具有一定的实用性.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2课题的研究意义

1.3研究历史与现状

1.4论文的研究内容

第二章车桥耦合振动分析

2.1车桥振动理论

2.1.1古典车桥振动理论

2.1.2现代车桥振动理论

2.1.3车桥振动分析的发展

2.2车桥耦合振动问题求解

2.2.1动力学模型及耦合方程的建立

2.2.2匀速移动的常量荷载求解

2.2.3匀速移动的时变荷载求解

2.3算例

2.3.1算例结果

2.3.2分析与验证

2.4小结

第三章桥上移动荷载识别方法探讨

3.1早期的移动荷载识别理论

3.1.1解释Ⅰ法

3.1.2时域法

3.1.3频时域法

3.1.4解释Ⅱ法

3.2移动载荷识别的函数逼近法

3.2.1多项式函数逼近法

3.2.2三角函数逼近法

3.3小结

第四章桥上移动载荷识别的样条函数逼近法研究

4.1样条函数逼近理论

4.1.1样条函数的基本性质

4.1.2三次样条插值逼近

4.1.3样条最小二乘逼近

4.2桥上移动荷载识别的样条逼近法

4.2.1样条函数逼近法的识别过程

4.2.2样条函数逼近法的识别结果

4.2.3识别效果验证与比较

4.2.4荷载识别理论分析

4.3小结

第五章移动荷载识别方法的试验验证

5.1动力特性的分析与测试

5.1.1梁的自振频率与抗弯刚度

5.1.2梁的阻尼特性

5.2试验设置与过程

5.2.1试验装置

5.2.2试验过程

5.3试验数据分析与处理

5.4试验结果误差分析

5.5小结

第六章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文