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第一章 绪论1

1.1 工程结构检测的目的与意义1

1.2 工程结构检测方法2

1.3 结构动力检测的主要问题3

第二章 结构模态参数的频域识别法5

2.1 结构的传递函数和频响函数5

2.1.1 单自由度体系5

2.1.2 多自由度结构体系7

2.2 结构频响函数的测试与估计9

2.2.1 激振方法与选择9

2.2.2 正弦稳态激振下频响函数的确定11

2.2.3 环境随机激振下频响函数的估计12

2.2.4 谱泄漏和频率分辨间隔对频响函数估计的影响15

2.3 单自由度结构体系的模态参数识别17

2.3.1 幅值法17

2.3.2 分量法18

2.3.3 导纳圆法19

2.4 多自由度结构体系的模态参数识别22

2.4.1 多自由度结构模态参数识别方法分类22

2.4.2 单模态SISO识别法22

2.4.3 多模态SISO识别法24

2.4.4 多模态SIMO识别法32

2.5 输入未知时结构的模态参数识别33

2.5.1 频率的确定34

2.5.2 振型的识别及其近似性34

第三章 结构模态参数的时域识别法40

3.1 ITD法40

3.2 STD发42

3.3 PRONY法43

3.4 随机减量法45

3.5 ARMA模型法46

3.6 优化方法48

第四章 结构物理参数的频域识别法Ⅰ-模态转换理论50

4.1 方法分类50

4.2 参数基准及质量矩阵和振型的修正50

4.2.1 参数基准50

4.2.2 质量矩阵的修正51

4.2.3 振型的扩充51

4.2.4 振型的修正52

4.3 矩阵型直接识别法54

4.3.1 由完全模态识别结构的刚度矩阵54

4.3.2 Jacobi矩阵特征值反问题55

4.3.3 实对称带状矩阵特征值反问题58

4.4 矩阵型修正识别法62

4.4.1 最小修正量法62

4.4.2 振动法63

4.4.3 模态约束下实对称矩阵的逼近64

4.4.4 矩阵加法和乘法特征值反问题65

4.5 参数型直接识别法66

4.5.1 Newmark法66

4.5.2 Ibrahim法68

4.6 参数型迭代识别法69

4.6.1 雅可比迭代识别法69

4.6.2 摄动迭代法74

4.6.3 Douglas-Reid迭代法75

4.6.4 线性规划法76

第五章 结构物理参数的频域识别法Ⅱ-对象化理论79

5.1 悬臂型结构损伤识别的柔度法79

5.1.1 弯剪型悬臂离散质量结构的特点79

5.1.2 采用柔度法识别结构损伤的原因79

5.1.3 损伤模型的建立80

5.1.4 纯弯曲型离散质量悬臂结构的损伤参数识别80

5.1.5 弯剪型离散质量悬臂结构的损伤参数识别87

5.1.6 纯剪切型离散质量悬臂结构的损伤参数识别89

5.1.7 悬臂结构损伤识别若干问题的证明与讨论91

5.1.8 理论的数例验证93

5.1.9 理论的试验验证94

5.1.10 柔度法的意义99

5.2 框架型结构损伤识别的两阶段法99

5.2.1 结构刚度矩阵的凝聚100

5.2.2 剪切型框架损伤参数的识别102

5.2.3 一般框架型结构的损伤参数识别103

5.2.4 算例108

5.2.5 影响识别精度因素分析111

5.3 框架型结构损伤识别的人工神经网络方法113

5.3.1 人工神经网络应用于结构损伤识别的基本原理113

5.3.2 BP网络115

5.3.3 基于BP网络的多重分步识别方法123

5.3.4 数值算例127

5.3.5 试验验证132

第六章 结构物理参数的时域识别法Ⅰ-经典理论139

6.1 结构物理参数的时域识别模型139

6.1.1 时域识别原理139

6.1.2 时域识别模型140

6.2 结构物理参数时域识别的基本准则144

6.2.1 识别算法与识别准则144

6.2.2 最小二乘准则146

6.2.3 极大似然估计准则147

6.2.4 预报误差准则148

6.3 最小二乘法类系统识别算法148

6.3.1 经典最小二乘估计148

6.3.2 最小二乘递推算法150

6.3.3 遗忘因子算法152

6.4 卡尔曼滤波系统识别算法153

6.4.1 结构动力系统状态方程153

6.4.2 卡尔曼滤波算法155

6.4.3 推广卡尔曼滤波算法158

6.4.4 参数卡尔曼滤波算法159

6.5 预报误差识别算法161

6.5.1 一般方法161

6.5.2 考虑残差滤波的算法163

第七章 结构物理参数的时域识别法Ⅱ-动力复合反演165

7.1 动力复合反演的基本概念165

7.2 部分输入未知时的结构物理参数识别166

7.2.1 工程背景与识别算法166

7.2.2 算法收敛性证明168

7.2.3 分析实例169

7.3 基地输入未知时的结构物理参数识别173

7.3.1 工程背景与识别算法173

7.3.2 算法收敛性证明174

7.3.3 分析实例177

7.4 风荷载未知时的结构物理参数识别179

7.4.1 结构风荷载179

7.4.2 分组归一化统计平均算法181

7.4.3 分析实例182

7.5 不完备测量信息的重构185

7.5.1 微分算子变换方法185

7.5.2 积分算子变换方法187

7.5.3 结构转角信息的重构190

7.5.4 第二类复合反演问题求解初步192

第八章 结构局部激振检测技术196

8.1 局部震动中梁柱的固有频率196

8.1.1 局部振动中的梁的频率方程196

8.1.2 两端弹性转动约束梁的固有频率199

8.2 利用固有频率识别梁的抗弯刚度和边界条件204

8.2.1 可能性与必要条件205

8.2.2 解析法205

8.2.3 优化法209

8.2.4 识别结果对固有频率误差的敏感性217

8.2.5 两端转动约束刚度相同的梁的简化识别方法230

8.3 脉冲锤击法识别梁的固有频率231

8.4 试验验证236

8.4.1 模型结构试验236

8.4.2 实际结构试验242

8.4.3 试验结构245

第九章 机构模态参数和物理参数实测的有关问题248

9.1 量测噪声对结构模态参数识别的影响248

9.2 模态参数实测工程实测252

9.2.1 工程概况253

9.2.2 动力特性测试方案254

9.2.3 模态识别结果258

9.2.4 识别结果与设计计算结果的对比260

9.2.5 分析和讨论262

9.3 结构损伤参数与模态参数的相关性262

9.3.1 悬臂型结构模态参数损伤敏感性研究263

9.3.2 剪切型结构模态参数损伤敏感性研究266

9.3.3 结论268

9.4 结构的综合检测270

9.4.1 概述270

9.4.2 静态检测系统270

9.4.3 综合检测方法273

9.4.4 示例275

索引281