一种基于子区域插值的分布动载荷时域识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于子区域插值的分布动载荷时域识别方法。本发明专利技术的方法包括步骤：S1：建立待测结构的有限元模型；S2：对所述有限元模型划分子区域，获取单个所述子区域内的分布动载荷；S3：获取所述子区域的传递矩阵；S4：建立结构应变响应与子区域节点载荷数值的传递函数关系矩阵；S5：对所述待测结构布置应变测点，获取所述应变测点处的应变响应；S6：根据所述传递函数关系矩阵和应变测点处的应变响应，获取整个所述待测结构表面的分布动载荷。本发明专利技术通过有限测点的应变响应反演整个结构表面的分布动载荷，为分布动载荷下的工程结构提供了一种间接的载荷获取方法，为工程结构的状态监测和安全设计提供真实有效的载荷信息。

Distributed Dynamic Load Identification Method in Time Domain Based on Subregion Interpolation

【技术实现步骤摘要】
一种基于子区域插值的分布动载荷时域识别方法
本专利技术涉及结构动力学反问题
，尤其涉及一种基于子区域插值的分布动载荷时域识别方法。
技术介绍
工程结构的外部荷载信息是进行结构动力学分析和状态监测的重要依据，传统的动载荷确定方法一般通过在结构表面布置力传感器，利用实测获取动载荷。然而，在很多工程结构的服役状态下，难以通过直接测量获取结构外部动载荷，一般采用动载荷识别方法获取，即利用实测结构响应反演结构上的外部载荷。传统的动载荷识别方法一般通过测定单次响应信息识别引起该次响应的载荷，对于点激励形式的动载荷，目前已有对应的动载荷识别方法。然而，分布动载荷在工程中非常常见，如风载荷，气动载荷，噪声载荷等，分布动载荷识别相当于识别无穷多个集中动载荷，难度更大，需要对动载荷进行降维处理。针对实际工程结构所承受的分布动载荷的识别方法，现有的基于正交多项式的二维分布式动载荷识别方法对空间分布较为平稳的分布动载荷识别结果较好，而对于空间分布具有突变特征的动载荷识别结果较差，因此需要发展一种新的方法，适用于识别具有复杂空间分布特征的动载荷识别。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有基于正交多项式的二维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于子区域插值的分布动载荷时域识别方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：S1：建立待测结构的有限元模型；S2：对所述有限元模型划分子区域，通过子区域离散分布动载荷，获取单个所述子区域内的分布动载荷；S3：根据系统格林函数、有限元模型和单个子区域内的分布动载荷，获取所述子区域的传递矩阵；S4：根据所述子区域的传递矩阵，建立结构应变响应与子区域节点载荷数值的传递函数关系矩阵；S5：对所述待测结构布置应变测点，获取所述应变测点处的应变响应；S6：根据所述传递函数关系矩阵和应变测点处的应变响应，获取整个所述待测结构表面的分布动载荷。

【技术特征摘要】
1.一种基于子区域插值的分布动载荷时域识别方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：S1：建立待测结构的有限元模型；S2：对所述有限元模型划分子区域，通过子区域离散分布动载荷，获取单个所述子区域内的分布动载荷；S3：根据系统格林函数、有限元模型和单个子区域内的分布动载荷，获取所述子区域的传递矩阵；S4：根据所述子区域的传递矩阵，建立结构应变响应与子区域节点载荷数值的传递函数关系矩阵；S5：对所述待测结构布置应变测点，获取所述应变测点处的应变响应；S6：根据所述传递函数关系矩阵和应变测点处的应变响应，获取整个所述待测结构表面的分布动载荷。2.根据权利要求1所述的一种基于子区域插值的分布动载荷时域识别方法，其特征在于，所述步骤S1建立待测结构的有限元模型，具体包括：S1.1：建立实际结构的初始有限元模型；S1.2：根据模态实验，获取所述实际结构的模态数据；S1.3：根据所述模态数据和初始有限元模型，获取修正后的有限元模型。3.根据权利要求1或2所述的一种基于子区域插值的分布动载荷时域识别方法，其特征在于，所述步骤S2获取单个子区域内的分布动载荷，具体包括：S2.1：根据待测结构的表面几何特征，对所述有限元模型划分子区域；S2.2：根据所述子区域内的节点，获取所述节点引起的分布动载荷；S2.3：根据所述子区域内的各个节点对该子区域引起的分布动载荷，获取所述子区域内的分布动载荷，具体为：其中，Ni(x，y)为子区域内各个节点对该子区域引起的分布动载荷，pi(t)为子区域内各个节点随时间变化的载荷数值，i为单个子区域内的节点个数。4.根据权利要求3所述的一种基于子区域插值的分布动载荷时域识别方法，其特征在于，所述节点包括边缘节点和非边缘节点。5.根据权利要求3所述的一种基于子区域插值的分布动载荷时域识别方法，其特征在于，所述步骤S2.2获取节点引起的分布动载荷，具体包括：S2.2.1：以所述节点为原点建立平面直角坐标系；S2.2.2：根据所述平面直角坐标系，确定与所述节点相连的子区域在平面直角坐标系中的所属位置；S2.2.3：根据所述所属位置，确定所述节点对相连子区域引起的分布动载荷，具体为：其中，Lx为子区域沿x方向的长度，Ly为子区域沿y方向的长度，A为节点处的载荷数值，D1为节点右上角子区域，D2为节点左上角子区域，D3为节点左下角子区域，D4为节点右下角子区域，x、y为平面直角坐标系中子区域内部的空间坐标。6.根据权利要求3所述的一种基于子区域插值的分布动载荷时域识别方法，其特征在于，所述步骤S3获取子区域的传递矩阵，具体包括：S3.1：根据单个子区域内的分布动载荷，获取所述分布动载荷作用在有限元模型结构表面上的应变响应；S3.2：根据系统格林函数和有限元模型上的应变响应，获取所述子区域的传递矩阵，具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴邵庆，郑屹，费庆国，尹健，曹芝腑，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32