结构工程在建成后漫长的服役期内,所受的运营和环境荷载越来越复杂,其动力灾变和安全服役问题越来越突出。在研究结构动力灾变机理和动力安全性评估时,首先需要解决的一个关键问题就是正确地识别结构工作时的动力特性或模态参数。近年来,应变模态参数由于其对结构损伤较位移模态参数具有的更高的灵敏度等优点而受到较为广泛地关注,应变模态参数识别也成为了结构健康监测领域的研究热点。然而,如何从实测的应变响应数据中准确识别出应变模态参数仍面临着挑战。本文在国家自然科学基金面上项目“基于响应传递比的桥梁结构应变模态参数识别方法研究”(51778204)的资助下,对基于功率谱传递比的应变模态参数识别方法进行了研究。论文构建了应变功率谱传递比的概念,利用复数域比例函数极限定理,证明了应变功率谱传递比函数在系统极点处具有与两测点应变振型之比等价的特性,并将其用于结构应变模态分析。最后,通过数值算例和实验梁振动测试分析验证了本文方法的准确性和有效性。论文的主要研究工作和结论包括:1.借鉴传统传递比的思想构建了应变功率谱传递比的新概念,应变功率谱传递比可以定义为任意两测点关于同一参考点的应变功率谱之比。基于应变频响函数数学模型,推导出了应变功率谱传递比函数的模态域表达式,考察了固有频率附近应变功率谱传递比的特性。根据比例复变函数极限理论,揭示了在系统极点处应变功率谱传递比具有不依赖于系统的输入、参考点选择和位移模态的特性。同时,论文证明了在系统极点处,两测点的应变功率谱传递比具有与应变模态振型比等价的特性。应变功率谱传递比基本特性的研究为应变模态参数识别方法奠定了理论基础。2.利用应变功率谱传递比在系统极点处不依赖于系统的输入及参考点的固有特性,可以证明系统的极点刚好是同一个工况下任意两个不同参考点对应的应变功率谱传递比差值函数的零点。因此,同一荷载工况下不同参考点对应的功率谱传递比,可以用来识别结构的固有频率和振型。为了充分融合不同测点的信息,论文进一步构建融合全部测点应变响应信息的功率谱传递比差值倒数函数,基于此倒数函数极点与系统极点之间的关系识别频率,同时利用一系列不同测点和参考点对应的功率谱传递比构建应变功率谱传递比矩阵,建立系统极点处奇异值向量与应变模态振型的关系识别应变模态振型。3.利用数值模拟手段生成了一连续箱梁在环境激励下的应变响应数据,采用应变功率谱传递比方法对响应数据进行处理识别出了应变模态参数,验证了该方法的准确性。同时,论文通过改变采样频率、噪声水平、采样时长等参数,验证了方法的鲁棒性。4.对一两跨连续梁模型和一简支梁桥模型进行了振动测试,利用应变功率谱传递比方法,识别出了两个不同实验室模型的应变模态参数。通过与有限元模型计算结果以及SSI等方法识别出的结果进行对比,验证了本文所提方法的效率和精度。此外,通过改变激振位置、采样时长及重采样率等因素,考察了它们对结果的影响。实验分析进一步表明将功率谱传递比方法应用于应变模态参数识别是切实可行的。