动力荷载作用下结构的非线性恢复力可直接表征结构损伤发生发展过程，并用于定量评估结构构件的耗能，研究结构非线性恢复力识别方法对结构灾后性能评估具有重要的理论意义。本文提出一种仅有部分自由度上受到激励且只有部分自由度上加速度响应测量已知时结构非线性恢复力识别方法。通过在一个多自由度数值模型中引入一个非线性构件即磁流变阻尼器，模拟非线性多自由度系统，基于扩展卡尔曼滤波方法识别出未知加速度以及对应的位移和速度，并进行归一化处理，然后利用切比雪夫多项式来描述结构的非线性恢复力，在结构质量、刚度和参数化非线性恢复力模型未知的情况下，实现结构质量分布及动力荷载作用下的非线性恢复力的识别。数值模拟结果表明，所提出的识别法不需要已知结构物理参数以及结构非线性恢复力的参数化数值模型，仅利用部分自由度上的外激励及部分加速度响应信息，即可识别结构质量分布及非线性恢复力。对在激励信息和结构加速度响应信息包含一定噪声时也具有较好的识别效果。该方法对工程结构在地震等强动力荷载作用下损伤发展过程的监测以及结构耗能的定量评估具有重要意义。