[发明专利]考虑高频底座力天平试验的双耦合系统的风振实现方法

摘要

本发明公开了一种考虑高频底座力天平试验的双耦合系统的风振实现方法，它首先基于复模态理论的二阶盲辨识技术实现对耦合测量信号的解耦，再采用基于全气动力模拟的贝叶斯谱密度方法对分离信号进行可靠的参数识别，据此得到了BMS的分离/混合矩阵、固有频率和阻尼比，从而实现对畸变气动力信号的修正；对于结构原型系统的耦合问题，本发明在动力校准的基础上，使用谐波激励法建立了考虑超高层建筑结构三维耦合效应影响的风效应和等效静力风荷载计算方法，在一定程度上补充和完善了HFFB自身存在的不足，使所得结果更加真实、准确。

主权项

1.考虑高频底座力天平试验的双耦合系统的风振实现方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：由风洞试验测量得到电压信号；S2：经静力校准得到初始基底荷载信号；S3：通过动力校准，得到最终基底荷载信号；所述动力校准首先基于复模态理论的二阶盲辨识技术实现对耦合测量信号的解耦，再采用基于全气动力模拟的贝叶斯谱密度方法对分离信号进行可靠的参数识别，得到天平模型系统测试信号的分离/混合矩阵、固有频率和阻尼比，实现对畸变测量气动力信号的修正；S4：将校准后信号输出，得到采集信号；S5：将采集信号缩尺变换，得到原型的基础荷载；S6：由模态分析结果求得模态分配系数矩阵，所述模态分配系数矩阵由模态分析得到振型求得，遵循各方向分量在广义质量中所占的比重不变的原则；所述矩阵模态分配系数矩阵表示为：其中，θ表示扭转方向；x和y表示两个相互垂直的平动方向，C_x,1、C_y,1和C_θ,1分别表示第一阶模态的x、y和扭转方向的模态分配系数，第一个下标表示方向，第二个下标表示模态阶数；S7：结合模态分配系数矩阵，得到结构原型系统的基底气动力，包括：S7‑1：由模态分配系数矩阵C计算考虑模态耦合的结构振型Φ；S7‑2：由结构振型Φ和修正后的原型气动力信号x′(t)计算基底气动力；S8：得到基底弯矩和扭矩响应，包括：S8‑1：对基础气动力进行傅里叶变换，得到频域信号F(ω,T)；S8‑2：根据频域信号F(ω,T)求解频域中的模态响应q(ω,T)；S8‑3：根据模态响应q(ω,T)求解实际结构的频域响应δ(ω,T)；S8‑4：计算广义坐标q(t)的功率谱密度矩阵和协方差矩阵；S8‑5：计算结构原型的位移响应δ(t)的功率谱密度矩阵和协方差矩阵；S8‑6：计算模态和物理坐标下加速度的协方差矩阵；S9：得到等效静力风荷载，包括：在获取方程的解后，得到系统的弹性恢复力；定义基底内力的影响线矩阵，得到结构等效基底内力，从而得到基底内力的协方差矩阵；由此得到各个分量的极值荷载。