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水下锚索动力响应分析及索力识别方法研究

海洋锚索；非线性动力学；动刚度理论；索力识别；结构健康监测

海洋资源和海洋空间的开发利用是21世纪人类发展海洋的两大主题。锚索作为海洋装备和深海建筑的重要承力和锚固构件，其损伤和破坏将直接影响整个结构的安全性和耐久性，因此有必要对锚索的服役期状态进行实时监测和评估。索力是反映锚索静动力学特性的重要物理量，掌握索力的实时变化情况对于锚索的健康监测及状态评估具有重要意义。考虑到锚索振动的非线性特点，本文首先利用线性化技术推导了锚索自由振动的摄动解，同时给出了考虑锚索垂度效应的频率表达式；随后提出了基于振动法的索力识别方案；通过数值案例研究验证了本文方法的准确性。本相关理论和结论能够为此类工程结构的动力分析和健康监测提供理论依据。