Identification of Hysteretic Damping Systems and Transient Dynamic Analysis

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Details

Project title

Code/計畫編號

NSC89-2211-E019-002

Translated Name/計畫中文名

遲滯阻尼構件之系統識別及暫態動力分析

Project Coordinator/計畫主持人

Shyh-Rong Kuo

Funding Organization/主管機關

National Science and Technology Council

Department/Unit

Department of Harbor and River Engineering

Website

https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=494076

Year

2000

Start date/計畫起

01-08-1999

Expected Completion/計畫迄

01-07-2000

Bugetid/研究經費

259千元

ResearchField/研究領域

土木水利工程

探討半無限域土壤-結構互制的動力反應，或遲滯阻尼結構系統，一般是建立頻率域的控制方程式，由複頻反應函數，求得結構的穩態反應。因動力方程式是建立在頻率域，所以無法由時間域的歷時分析，求得結構的暫態反應。本研究主要是建立時間域的動力參數模型，並藉由系統識別，及已知的頻率域反應函數，求解最佳動力參數，以利分析結構的暫態反應。求解結構動力歷時反應，常用的兩種方法分別是，（1）將動力微分方程式以差分法表示的直接積分法。（2）以積分方程式求解的杜氏積分法。本研究計劃是結合上述兩種方法的微分及積分方程式，建立時間域的動力參數模型，此動力控制方程式，不需增加自由度，不提高微分階數，物理意義明確。動力系統參數，可借由系統識別，及已知頻率反應函數，求解最佳動力參數。此系統識別是一個非線性的最佳化問題，必須先設定起始值，並且解常有不唯一的問題。本研究是將原先的最佳化問題，乘上一權重函數，轉換成一個線性的最佳化問題，不用設定起始值，可大量減少電腦運算的時間。遲滯阻尼模式是建立在頻率域的控制方程式，可經由傅力葉反轉換，建立時間域的動力平衡方程式，此平衡式明顯地違反因果律，且必須經由迭代過程，求解結構的暫態動力反應。本研究將將藉由上述線性化系統識別方法，建立多自由度遲滯阻尼系統與半無限彈性基礎樑的時間域動力控制方程式（符合因果律），及分析此系統的暫態動力反應。This research will combine the governing equation of viscous damping model and the Duhamel integral method to construct the dynamic parameter model in the time domain. In this model, it is not necessary to increase the number of degrees of freedom and orders of differential equation. Also, the model will obey causality condition. In the process of system identification, we will introduce a weighting. By the weighting, we will improve the non-linear identification formulation to be linear. Finally, we will use iteration scheme to reduce the error produced by the weighting. The dynamic parameter model can simulate the dynamic behavior of hysteretic damping precisely in all ranges of frequencies except low frequency. The SDOF formulation will be extended to SDOF system. We will introduce the weighting to improve the non-linear formulation. Then, we will transform matrix form to vector, and will use the least-square method to identify the optimal dynamic parameter. By the MDOF model, we will be able to simulate a 2 d.o.f. hysteretric system and a half-infinite spring foundation beam.

Keyword(s)

遲滯阻尼
半無限彈性基礎樑
系統識別
動力參數模式
暫態反應
Hysteretic damping
Half-infinite spring foundation beam
System identification
Dynamic parameter model
Transient response

DSpace CRIS

Identification of Hysteretic Damping Systems and Transient Dynamic Analysis

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Description