非线性实时动力子结构试验系统稳定性分析

摘要

实时动力子结构试验系统由物理子结构和数值子结构组成,两者实时传输数据,真实再现地震响应.稳定性分析是试验能否正常进行的基础对于试验运行奎关重要.子结构试验的宗旨基于现有设备能进行大尺寸构件的非线性特性试验,而既有研究对子结构试验系统稳定性问题的探讨主要集中于线性阶段,对于结构进入非线性后的影响涉及较少,因此,结构非线性行为对稳定性造成怎样的影响是本文研究的重点.基于"增益裕度"提出了可以同时考虑加载系统、试验试件动力特性及其耦合效应的稳定性分析方法.以线性系统为基础分别探究了基于振动台和作动器的实时子结构试验全过程的稳定性界限.分析结果表明,基于作动器的子结构试验系统稳定性,对于初始频率较低的结构,可以通过初始稳定性判定;对于初始频率较高的结构,需要考虑非线性的影响.在基于振动台的子结构试验系统中,物理与数值子结构频率比是影响子结构试验系统稳定性的主要因素,该比值越小非线性对稳定性的影响越小,该比值较大时非线性会降低试验系统稳定性.