论文摘要
实时子结构试验是由拟动力试验发展而来的一种新型混合试验方法,数值积分方法是实时子结构试验非常重要的组成部分。逐步积分方法分为显式方法和隐式方法,显式方法通常是有条件稳定的,很难应用到多自由度复杂结构的试验中去;隐式积分方法通常是无条件稳定性的,但是需要迭代求解运动方程。等效力控制方法通过反馈控制代替数值迭代过程求解运动方程。等效力控制效果除了与作动器性能有关外,还与其反馈控制特性有关。本文将等效力与迭代方法进行了对比研究。首先,分析了牛顿迭代法用于实时子结构试验存在的问题,对Shing迭代法和等效力控制法进行了数值特性分析,并提出将等效力命令进行二次插值使加速度和速度与平均加速度法的常加速度假设相符。分析表明Shing迭代法解决了实时子结构试验采用牛顿迭代法时速度失真的问题;等效力命令插值也可以很好的解决这个问题。其次,针对位移相关型试件,采用Shing迭代和等效力控制方法的实时子结构试验进行数值模拟,分别在理想作动器和考虑作动器性能时,对比研究两种方法的精度。结果表明,当试验子结构为线弹性试件时,两种方法都有很好的精度;当试验子结构为非线性弹性试件时,等效力控制方法的精度要好于Shing迭代法;当试验子结构为双线性试件时,两种方法都有较好的精度。最后,针对速度相关型试件,对采用Shing迭代和等效力控制方法的实时子结构试验进行数值模拟,分别在理想作动器和考虑作动器性能时,对比研究两种方法的精度。分析表明,当试验子结构为线性阻尼时,两种方法都有很好的精度;当试验子结构为非线性指数阻尼时,等效力控制方法的精度要优于Shing迭代法。