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准确确定工程中结构所受的动态载荷,是结构设计及优化的重要前提,对结构健康监测、参数辨识以及结构疲劳寿命估计等也具有重要意义。然而实际工程中结构所受动态载荷往往很难直接测量,而未知载荷引起的结构响应可较为容易地获取。在此背景下,根据结构测点的响应信息和结构动力学模型进行载荷识别成为动态载荷获取的一种重要间接手段。传统的动态载荷识别技术一般局限于确定性结构,而实际结构不可避免地存在随机性,这导致很难直接采用传统的确定性方法识别随机结构的动态载荷及分析其不适定性等问题。同时,随机结构的动态载荷识别结果不是确定值,而是关于结构随机参量及时间的一系列载荷历程,这使载荷识别结果的准确性难以评价。因此如何反求随机结构的动态载荷,并正确客观地评估结构随机性对动态载荷识别结果的影响是反问题研究领域的一个重要问题。为解决这一问题,本文在确定性结构动态载荷识别理论的基础上,针对结构随机参量变异程度及分布形式的不同,分别基于矩阵摄动、正交展开和证据理论,研究了随机结构下动态载荷的识别方法。本文开展和完成的研究工作如下:(1)针对结构含小变异系数随机参量,研究了一种基于矩阵摄动的随机结构动态载荷识别方法。在时域内将动态载荷表示为时间和随机参量的函数,并以结构动力响应的卷积分关系式建立随机结构动态载荷识别的正问题模型。在离散化卷积分的基础上,利用基于Taylor展开的矩阵一阶摄动方法将随机结构的载荷识别问题转化为两类确定性反求问题,即结构随机参量取均值时动态载荷的反求和动态载荷关于各随机参量灵敏度的反求。当测量响应中带有噪声时,利用改进的正则化方法克服反求过程中的病态性问题,并得到识别载荷的统计特性。当随机参量变异系数较小时,该方法能稳定有效地实现动态载荷的识别和评估。(2)为了考虑随机参量的概率密度函数形式对识别结果的影响,研究了一种基于正交展开的随机结构动态载荷识别方法。采用有界的-PDF或其衍生概率密度函数近似结构中单峰分布随机参量的概率密度函数,避免随机参量取值的极端性。将未知动态载荷表示为关于各个随机参量的标准Gegenbauer多项式有限项级数之和,并利用该多项式在-PDF权函数下的加权正交性,将随机结构的动态载荷识别问题转化为相应的确定性扩阶系统问题。在若干个时间子区间内分别建立扩阶系统,降低系统方程维数,提高计算效率。反求多项式级数的系数,进而得到识别载荷的统计特性。该方法避免了概率空间内正交多项式特定类型选取的局限性,并有效地保证了随机结构载荷识别结果的可靠性。(3)针对结构中含大变异系数、多峰分布的随机参量,研究了一种基于证据理论的随机结构动态载荷识别方法。对结构中随机参量的概率密度函数进行离散,将每个离散子区间视为焦元,子区间下的概率密度视为每个焦元对应的基本概率分配,并将随机结构问题转化为证据分析问题进行求解。通过区间运算计算证据变量矩和证据函数矩,在每一焦元上采用区间结构分析高效反求证据函数的均值和标准差边界,近似描述未知载荷的实际概率矩,并通过名义均值和标准差的定义得到识别载荷的边界。该方法不受随机参量变异程度及分布形式的限制,能有效地对载荷识别结果的准确性进行评价。