结构模态分析及其损伤诊断

第一章 绪论

第一节 模态分析技术及其应用

一、模态分析在结构性能评价中的直接应用

二、模态分析在结构动态设计中的应用

三、模态分析在结构损伤诊断和状态监测中的应用

四、模态分析在声音控制中的应用

第二节 国内外发展概况

第二章 模态分析理论

第一节 单自由度系统振动

一、粘性阻尼系统

二、结构阻尼系统

第二节 单自由度系统频响函数曲线特征

一、粘性阻尼系统

二、结构阻尼系统

第三节 多自由度系统实模态分析

一、无阻尼系统

二、粘性比例阻尼系统

三、结构比例阻尼系统

第四节 多自由度系统复模态分析

一、一般粘性阻尼系统

二、一般结构阻尼系统

第五节 拉普拉斯变换

一、单自由度系统

二、多自由度系统

第三章 模态参数频域识别法

第一节 单模态识别法

一、实模态系统

二、复模态系统

第二节 多模态识别法原则及最小二乘法

一、最小二乘估计

二、加权最小二乘法估计

三、最小二乘估计数学特性与统计特性

第二节 非线性加权最小二乘法

一、理论模型

二、模态参数识别

第四节 正交多项式拟合法

第四章 模态参数时域识别法

第一节 随机减量法

一、单自由度系统

二、多自由度系统

第二节 ITD识别法

一、数学模型

二、参数识别

三、估算模态参数

四、增加采样点以提高识别精度

五、考虑噪声模态的ITD法

第三节 最小二乘复指数法(LSCE法)

一、数学模型

二、白回归(AR)模型

三、佔算模态参数

四、改善识别精度的方法

五、模型定阶问题

第四节 ARMA吋序分析法

一、ARMA模型

二、强迫振动方程与ARMA模型的等价关系

三、传递函数与ARMA模型的等价关系

四、估算模态参数

第五节 特征系统实现法(ERA法)

第五章 应变模态及环境激励模态分析

第一节 应变模态技术发展现状

第二节 应变模态正交性

第三节 应变频响函数

第四节 环境激励信号分析

一、脉动风的基本特性

二、风对大跨度结构的作用

三、环境激励下大跨度结构振动特点

第五节 基于环境激励的位移模态识别技术

一、频率识别

二、工作模态幅值识别

三、工作模态相位识别

四、模态阻尼识别

第六节 试验验证

第六章 结构损伤诊断

第一节 位移类损伤指标法

一、坐标模态确认准则

二、模态曲率指标

三、模态柔度指标

四、模态应变能指标

第二节 应变类损伤指标法

一、绝对变化量指标

二、相对变化量与应变模态差的变化率指标

三、坐标应变模态确认准则及其改进方法

四、弯矩指标

五、广义应变比能指标

第三节 模态测试系统

一、试验结构的支撑方式

二、激励方式

三、激励装置

四、测量分析系统

五、损伤诊断现场模态试验步骤

六、简支梁损伤位移模态与应变模态数值仿真分析

七、试验验证

第七章 结构损伤直接指标法

第一节 基于应变模态差分原理的损伤位置直接指标法

一、基于损伤应变模态的差分数学模型

二、差分曲线零值点确定方法

三、损伤位置直接指标法

四、混凝土梁早期损伤定位数值仿真计算分析

第二节 基于局域应变模态面积的损伤程度直接指标法

一、完好应变模态曲线拟合

二、局域应变模态面积损伤程度数学模型

参考文献

本书重点是基于应变模态分析的结构损伤诊断技术。全书共七章，分三大部分：第一部分为模态分析理论，包括第一章、第二章和第五章，介绍了模态分析技术及其应用，分别沦述了单自由度、多自由度系统位移模态分析原理，并阐述了应变模态分析理论及环境激励下的位移模态识别技术；第二部分为模态参数识别方法，包括第三章和第四章，分别介绍了频域、时域识別方法；第三部分为结构损伤诊断技术，包括第六章和第七章，分别沦述了位移类损伤指标法、应变类损伤指标法，提出并阐述了基于损伤应变模态差分原理的损伤位置直接指标法、基于局域应变模态面积的损伤程度直接指标法。
　　本书可供从事土木工程科学研究、设计、安全鉴定、管理技术人员参考，也可作为高等院校相关专业师生的参考用书。