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論文中文名稱:利用移動車輛反應進行橋梁系統識別 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:System Identification of A Bridge Based on The Response of A Moving Vehicle [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
畢業學年度:98
出版年度:99
中文姓名:石維屏
英文姓名:Wei-Ping Shih
研究生學號:97428018
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2010-07-08
論文頁數:104
指導教授中文名:尹世洵
口試委員中文名:張順益;洪曉惠
中文關鍵詞:有限元素系統識別車橋互制
英文關鍵詞:Finite element methodsystem identificationvehicle - bridge interaction
論文中文摘要:本研究探討使用直接系統參數識別法(Direct system parameter identification,DSPI)針對車輛垂直向歷時反應進行橋梁系統參數識別。首先使用有限元素法來模擬車輛-橋梁互制系統,建立系統的運動方程式,利用時間逐步積分的技巧求解車輛與橋梁之垂直向動態互制反應,將得到的車輛歷時反應代入到ARX數學模型中進行無輸入系統識別,本研究所提出的方法是否能夠準確識別出橋梁的頻率,和車輛的行駛速度、車體的懸吊勁度與懸浮質量有關,因此將進行參數分析以期找出最佳參數使橋梁頻率識別誤差降至最低。此外,考慮橋梁模型中梁的撓曲剛度發生損失來模擬橋梁損傷,根據車輛與橋梁之歷時反應,使用直接系統參數識別法與快速傅利葉轉換,進行橋梁健康診斷。
論文英文摘要:This study investigates system parameter identification of a bridge by applying the DSPI (Direct System Parameter Identification) method to the vertical response of a vehicle moving over the bridge. First, we use the finite element method to simulate the vehicle - bridge interaction system and establish the equations of motion of system. Then, the dynamic interaction response between the bridge and the vehicle is solved by a time-step integration scheme. The time series of the vertical response of the vehicle is substituted into the ARX model and system identification is executed without input. This proposed method is able to accurately identify the frequency of the bridge. Because the identified frequencies are related to the moving speed and the suspension stiffness of the vehicle, these parameters are analyzed to find the optimal ones such that the error of the identified frequencies of bridge can be minimized.
In addition, we consider the loss of flexural rigidity of bridge model to simulate the damage of bridge. According to the time series of the response of the vehicle and bridge, we use the DSPI method and FFT (Fast Fourier Transform) to conduct the health diagnosis of a bridge.
論文目次:中文摘要................................... i
英文摘要................................... ii
誌謝....................................... iii
目錄....................................... iv
表目錄..................................... v
圖目錄..................................... viii
第一章 導論................................ 1
1.1 研究動機與目的......................... 1
1.2 文獻回顧............................... 2
1.2.1 時間域之系統識別..................... 2
1.2.2 車橋互制系統文獻..................... 3
1.3 論文架構............................... 4
第二章 車輛-橋梁互制之理論推導............. 5
2.1 懸浮質量等速度通過橋梁之互制反應....... 5
2.2 懸浮質量等加速度通過橋梁之互制反應..... 9
2.3 建立有限元素模型....................... 12
2.3.1 運動方程式........................... 12
2.3.2 動態濃縮法........................... 13
2.4 動力分析理論與流程..................... 15
第三章 直接系統參數識別法之理論推導........ 19
3.1 直接系統參數識別法..................... 19
第四章 系統模擬與識別...................... 23
4.1 基本假設............................... 23
4.2 數值模擬............................... 23
4.3 無輸入歷時之識別....................... 25
4.4 車速與勁度之影響....................... 27
4.5 與快速傅利葉轉換之比較................. 28
第五章 橋梁損傷識別.........................87
5.1 模型參數............................... 87
5.2 以車體反應進行識別..................... 87
5.3 以橋梁反應進行識別..................... 90
第六章 結論與展望...........................100
6.1 結論................................... 100
6.2 展望................................... 101
參考文獻................................... 102
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論文全文使用權限:同意授權於2010-08-03起公開