区间参数结构谐振载荷识别方法

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1、文章编号:２０９５－１２４８(２０１７)０２－００１９－０７区间参数结构谐振载荷识别方法祁武超ꎬ刘恒ꎬ田素梅(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)ꎬ沈阳１１０１３６)摘要:将结构体系中的不确定性参数描述为区间变量ꎬ基于频域方法对在简谐激励作用下的不确定性结构进行了载荷识别ꎮ区间参数结构动态载荷识别过程包含两个层面ꎬ内层需要对不确定性参数单个样本作用下的结构进行载荷识别ꎬ而外层需要处理不确定性带来的影响以获得待识别载荷的上下界值ꎮ结果表明ꎬ基于确定性方法获得的载荷识别结果是考虑不确定性时载荷识别结果的子集ꎬ在结构设计时使用基于不确定性载荷识别结果将能够给出更为安全的结构设计方案ꎮ关键词

2、:不确定性ꎻ区间参数结构ꎻ载荷识别ꎻ简谐激励中图分类号:Ｏ３２７ꎻＴＵ３１１?３文献标志码:Ａｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５－１２４８.２０１７.０２.００４ＬｏａｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｖａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｎｄｅｒｈａｒｍｏｎｉｃｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓＱＩＷｕ￣ｃｈａｏꎬＬＩＵＨｅｎｇꎬＴＩＡＮＳｕ￣ｍｅｉ(ＦａｃｕｌｔｙｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ１１０１３６ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｂｙｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇｕｎｃｅｒｔａｉｎ

3、ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎａｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｙｓｔｅｍａｓｉｎｔｅｒｖａｌｖａｒｉａｂｌｅｓꎬｌｏａｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｏｒｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｄｅｒｈａｒｍｏｎｉｃｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｍｅｔｈｏｄ.Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｎｉｎｔｅｒｖａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｔｗｏｌｅｖｅｌｓ.Ｔｈｅｉｎｎｅｒｌａｙｅｒｎｅｅｄｓｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｌｏａｄｓｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏ

4、ｎｏｆａｓｉｎｇｌｅｓａｍｐｌｅｗｉｔｈｕｎｃｅｒｔａｉｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ.Ｗｈｉｌｅｔｈｅｏｕｔｅｒｌａｙｅｒｎｅｅｄｓｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｂｏｕｎｄｓｏｆｔｈｅｌｏａｄｔｏｂｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｌｏａｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃｍｅｔｈ￣ｏｄａｒｅａｓｕｂｓｅｔｏｆｔｈａｔｒｅｓｕｌｔｉｎｇｆｒｏｍｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ.Ｉｔｗｉｌｌｂｅｐｏｓｓｉｂｌｅ

5、ｔｏｇｉｖｅａｍｏｒｅｓｅｃｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｕｓｉｎｇｌｏａｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｕｎｄｅｒａｎｕｎｃｅｒｔａｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｕｎｃｅｒｔａｉｎꎻｉｎｔｅｒｖａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎻｌｏａｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎꎻｈａｒｍｏｎｉｃｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ工程结构设计的目标是在确保其安全性能的复杂性ꎬ使得人们在很多情况下难以做出准确的基础上ꎬ尽量提高产品的其他各项性能指标ꎬ而这测量或推断ꎬ例如ꎬ飞行器翼面气流分离产生的抖一要求需要工程师明确知道作用在结构上的外载振载荷、超高层建筑物的风载等ꎮ人们

6、往往可以荷ꎮ然而ꎬ由于使用环境的多样性和结构本身的通过实验力学的手段较为精确地测量结构在载荷收稿日期:２０１７－０３－０６基金项目:国家自然科学基金(项目编号:１１５０２１４９)ꎻ辽宁省教育厅系列项目(项目编号:Ｌ２０１５４０６)ꎻ国防基础科研计划基金资助项目(项目编号:ＪＣＫＹ２０１３６０１Ｂ)作者简介:祁武超(１９８２－)ꎬ男ꎬ河南漯河人ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ主要研究方向:力学反问题ꎬ结构可靠性ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｑｉｗｕｃｈａｏ＠ｓａｕ?ｅｄｕ?ｃｎꎮ２０沈阳航空航天大学学报第３４卷作用下的响应ꎬ此时ꎬ根据所测得的响应数据反演技术可变容差法求解反演模型ꎬ得出了不确定性[９]载荷参数是必要的

7、ꎬ也是目前结构动力学领域的力学参数的区间范围ꎮ王登刚等提出了一种一个热点问题ꎮ结构计算模型修正的区间反演方法ꎮ该方法将计在具有充足的样本信息时ꎬ对工程结构设计算模型修正问题归结为非线性全局优化问题ꎬ并[１０]和操作环境中的不确定性使用概率模型进行描述采用一种遗传算法进行求解ꎮＪｉａｎｇ等提出基是一种合理的方法ꎮ然而ꎬ由于测量代价昂贵ꎬ工于区间分析的不确定性反求方法用于处理带有模程结构中能够得到的不确定性参数信息往往是贫型参数不确定性的工程不确定