实时混合模拟试验可靠性评价方法研究

摘要

实时混合模拟试验是一种经济有效的大尺度及足尺结构的抗震试验方法，但试验过程中的误差来源复杂且难以消除，现有误差评价方法发展不成熟，不能有效评价测量位移与试验结构真实位移之间的差距，也不能说明试验结果的可靠程度。本文引入正常使用极限状态概念，在现有误差评价方法的基础上提出了一种适用于单自由度线性结构实时混合模拟试验的可靠性评价方法。主要研究工作为以下几方面：
　　1、实时混合模拟试验正常使用极限状态方程建立方法研究
　　以一已知具体试验方案的单自由度线性结构的实时混合模拟试验的仿真模型为基础，采用Monte Carlo法获取了频域评价指标（FEI）与幅值均方根误差（RMS）的关系（RMS误差效应云图），对效应云图反映的规律进行回归分析即得到具体的试验方案对应的实时混合模拟试验正常使用极限状态方程（SLSE）及效应函数S(A、τ）。研究表明，实时混合模拟试验正常使用极限状态是A-?平面上一椭圆区域，当FEI测量得到的幅值比误差A和时滞τ满足SLSE时，认为此次试验可靠；当实际RMS<10％时，S(A、τ）可作为一种RMS的估计公式。
　　2、试验方案与基础极限状态方程的关系研究
　　先后讨论了荷载随机性、试验结构系统参数以及试验子结构选取方案不确定性对SLSE的影响。通过回归分析和统计分析确定了考虑试验方案不确定时的效应函数S(A，τ，ψ）的表达式，并给出了具有95%可靠概率的试验可靠性评价准则。
　　3、有效性验证
　　采用一等效单自由度结构的全模拟试验及实验室试验验证基于SLSE的可靠性评价准则的有效性。结果表明SLSE能有效地判断方程适用范围内的试验的可靠范围，S(A，τ，ψ）能在未知结构真实位移响应的情况下为适用范围内的试验提供RMS的过估计值。

目录

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注释表

缩略词

第一章 绪 论

1.1课题的研究背景及意义

1.2实时混合模拟的理论体系发展现状和存在问题

1.3 本文主要研究工作及内容安排

第二章 实时混合模拟试验正常使用极限状态方程建立方法

2.1 理论基础

2.2 研究对象及基本假定

2.3 实时混合模拟试验效应函数及正常使用极限状态方程推导

2.4 小结

第三章 基于概率的极限状态方程

3.1 效应函数的最优拟合模型

3.2 远场震作用下可靠概率为95%的IEF

3.3 近场震作用下可靠概率为95%的IEF

3.4 随机地震作用下可靠概率为95%的IEF

3.5 小结

第四章 试验结构系统参数与极限状态方程的关系研究

4.1 试验结构自振频率频率与极限状态方程的关系

4.2 试验结构阻尼与极限状态方程的关系

4.3小结

第五章 试验结构子结构选取方案与极限状态的关系研究

5.1 刚度比重系数与极限状态的关系

5.2 阻尼比重系数对极限状态的影响

5.3 小结

第六章 实时混合模拟极限状态方程的有效性验证

6.1 试验方案

6.2全模拟试验

6.3 实验室试验

6.4试验现象综合分析

6.5 单自由度实时混合模拟实验的可靠性评价准则

6.6小结

第七章 总结与展望

7.1 研究总结

7.2 研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文

附录