基于功率谱传递比的应变模态参数识别方法研究的任务书.docx

基于功率谱传递比的应变模态参数识别方法研究的任务书
一、研究背景及意义
随着航空航天、交通运输、海洋工程和建筑等领域的不断发展，结构物的安全性、可靠性和稳定性已经成为人们极为关注的焦点问题。针对这种需求，结构健康监测技术已经成为了当今工程领域中不可或缺的一个重要方面。结构健康监测技术的目的是在保证结构物正常使用的情况下，不断对结构物进行安全性、可靠性和稳定性的监测和评估。因此，对结构物的应变模态进行分析和识别对结构物的健康监测具有重要意义。
应变模态是结构物应变响应的特征值，它反映了结构物的动态特性（如自然频率、阻尼比、模态形态等）。因此，应变模态识别技术是结构健康监测技术中一个重要的研究方向。近年来，结构物的应变模态识别方法国内外都有很多的研究，主要涉及了多种识别方法，如模态测量法、模态参数识别法、基于波形相似性的方法、基于频域分析的方法等。其中，基于功率谱传递比的应变模态参数识别方法是一种常见的方法，具有识别准确、鲁棒性强等优点。因此，该方法的研究和应用受到了广泛关注。
二、研究内容
基于功率谱传递比的应变模态参数识别方法是一种通过将结构的输入-输出信号进行频域分析，得到结构物的频响函数，然后通过功率谱传递比方法计算结构物的应变模态参数的方法。本研究将重点探究这一方法在应变模态识别中的应用和改进。
具体的研究内容包括以下几个方面：
1.材料和设备购置：为了完成本次研究，需要购置相应的设备和材料，如数据采集仪、应变计等。
2.理论研究：对基于功率谱传递比的应变模态参数识别方法进行深入研究，包括功率谱、传递函数、传递函数阵等基础知识，以及应变模态识别中的常用方法，如模态测量法、模态参数识别法等；
3.数据采集：根据研究需要，进行数据采集，需要对结构物进行一定程度的加固，以保证数据采集的准确性；
4.数据处理：对采集到的数据进行处理，包括数据分析、滤波、标定等处理过程；
5.应变模态参数识别：通过基于功率谱传递比的方法，得到结构物的应变模态参数，分析应变模态的特性和对结构物健康状况的反映；
6.系统优化：针对实际应用中的问题进行系统优化，探究基于功率谱传递比的方法在应变模态识别中的优化方向，提高识别的准确度和可靠性。
三、预期成果
本研究旨在改进基于功率谱传递比的应变模态参数识别方法，提高方法的鲁棒性和准确度，可以得到以下预期成果：
1.获得结构物应变模态的特征值，包括自然频率、阻尼比、模态形态等；
2.研究基于功率谱传递比的应变模态识别方法的优缺点，探究在实际应用中的改进方向；
3.对基于功率谱传递比的方法进行优化，提高识别的准确度和可靠性；
4.建立结构物的应变模态识别体系，为结构健康监测提供可靠的技术支持。
四、研究计划
本研究计划分为以下几个阶段：
1.前期调研（1周）：了解国内外相关研究现状，研究基于功率谱传递比的方法在应变模态识别中的应用情况；
2.理论阶段（4周）：对应变模态识别基本概念和基于功率谱传递比的方法进行深入学习、研究和分析；
3.数据采集阶段（3周）：根据研究要求，进行数据采集，对数据进行整理与处理；
4.应变模态参数识别阶段（4周）：运用功率谱传递比的方法进行应变模态参数识别；
5.系统优化与改进阶段（3周）：对能够改进与优化的问题进行深度探讨，提高识别的准确度和可靠性；
6.结果分析与撰写（2周）：对研究结果进行分析和总结，撰写研究报告。
五、参考文献
1.杨廷田.结构健康监测技术及其应用.北京：机械工业出版社，2018.
2.高晓燕.基于功率谱传递比的结构物应变模态参数识别研究.福州：福建师范大学，2017.
3.Plasencia-CalaG,López-GarcíaA,GallegoAJ.Strain-basedmodalidentificationofaviaductinservice.MechanicalSystemsandSignalProcessing,2019,116:451-463.
4.JianguoNie,YanCheng,HongyuanFang,etal.Modalparameteridentificationofbeamstructuresusingstrainmeasurementdata.Measurement,2020,160:107873.
6.MedeirosJunior,RA,etal.Astrain-basedexperimentalmethodologyforidentificationofdynamiccharacteristicsofplate-likestructures.JournalofSoundandVibration,2019,457:117-140.