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试验前充分的准备工作,尤其是试验前传感器的布置计划是振动测试成功与否的重要因素。水电站厂房结构复杂,振源无法准确地模拟,使得厂房结构的振动分析甚为困难,为了获得真实的振动特性信息,传感器的优化布置至关重要。并且传感器的成本较高,实际试验中传感器的数量不可能很大,合理的传感器个数也是一个很实际的问题。而且以往振动测试中的传感器都是靠经验来布置的,将传感器优化理论及方法引入到水电站厂房的振动测试中还是第一次。因此,水电站厂房结构中传感器的优化布置研究不但重要而且必要。本文目的就是为了更好地获得水电站厂房结构的振动特性及振源特性信息,研究水电站振动测试中传感器的优化布置。 本文重点研究了适用于土木工程中的两种传感器优化布置方法,第一种是基于信号子空间相关性技术的BDA优化方法,第二种是基于列主元QR分解的MAC方法。首先利用平面框架结构的模型实验,借助有限元软件ANSYS,利用模态分析结果,实现了基于有限元理论的传感器优化布置。通过两种优化方法理论和实际应用上的研究比较,在载荷识别效果上,第二种布置方案略优于第一种,并且第二种优化方法的最大优点是能够为选择合理的传感器数目提供依据。因此最终选择了基于列主元QR分解的MAC方法应用于水电站厂房振动测试中。然后以丰满水电站三期12~#机组段厂房为背景,基于水电站厂房结构形式的复杂性,探讨了有限元模型的建立对传感器优化布置的影响,对传感器优化布置中有限元模型的建立提出了有意义的建议。进而考虑水电站厂房振动问题的复杂性,从不同的分析重点出发,研究了水电站厂房振动测试中传感器的合理布置方案。 通过布置结果分析认为,该方法理论合理、方便可行。所提出的优化模型与算法为今后水电站振动测试中传感器的优化布置提供了理论依据和方便快捷的实现工具,具有一定的实际应用价值。