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实际工程中结构往往承受分布动态载荷的作用，这类载荷很难通过直接测量的方法获取，因此发展一种通过测量响应来识别空间分布动态载荷的反分析方法很有必要。本文提出了一种基于正交多项式展开和模态载荷分析的计算反求方法，实现了结构外载荷空间分布和时间历程的有效识别。假设分布动态外载荷在时间上和空间上相互独立，则在模态空间下模态载荷具有与实际外载荷时间历程相同的形式。通过模态反变换实现结构测量响应到模态响应的转化，并利用截断正则化及广义交叉验证法稳定地实现结构模态载荷与外载荷时间历程的识别。将外载荷空间分布函数用切比雪夫正交多项式来近似，以各阶多项式为空间分布的动态载荷响应可通过有限元方法求得，然后利用最小二乘对测点响应和多项式分布载荷响应进行拟合，得到各阶多项式的系数，进而实现外载荷的空间分布形式的识别。数值算例的结果表明了本方法的有效性和准确性。