基于结构动态响应的载荷识别研究

李旭娟，缪炳荣，李国芳，史艳民

(1. 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室 四川 成都 610031； 2. 兰州交通大学 机电工程学院 甘肃 兰州 730070)

0 引言

工程中的许多实际结构部件都可以简化为悬臂梁结构模型，对其进行动态响应分析能够了解在各种载荷条件下的结构特性，并得到变形、转矩以及动态力等设计的必要信息[1]。载荷响应分析属于振动力学的第一类问题，即已知结构上的载荷和结构系统的参数，来求系统的动态响应。在没有充足数据的情况下来开发一个完整的模型，其属于振动力学的第二类逆问题，它是在已知结构系统参数的情况下，根据结构承受载荷时测得的内部有限点的响应，反过来求出作用在结构上的载荷，这类问题被称为动态载荷识别或者载荷重构[2-3]。

X. Q. Zhu和S. S. Law[4]研究了从测量的结构振动响应来识别作用在连续梁上的移动载荷的时域方法 。C.-K. MA等[5]研究了基于Kalman滤波器和回归最小二乘算法的逆方法来估计了悬臂梁结构的输入力，仿真结果表明该方法识别效果较好。S.S.Law和Z.R. Lu[6]等研究了将桥面模拟为简支梁的预应力识别问题，是基于通过模态叠加法求解预应力的动态响应，以及系统识别方法和Tikhonov正则化技术解决逆问题病态的研究。R. Hashemi和M. H. Kargarnovin[7]研究了作用在简支梁的脉冲力识别，利用遗传算法来求解被考虑为优化问题的力识别问题，其中，目标函数是分析和测量的响应之差。Z.R. Lu和S.S. Law[8]研究了基于结构响应敏感性来识别结构系统参数和输入激励力的方法，包括正弦的输入力和脉冲输入力，并且假设输入力位置已知。……