典型工程結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)在復(fù)雜的使用環(huán)境下不可避免會(huì)出現(xiàn)損傷，如承受外界荷載作用、材料老化、腐蝕以及疲勞等。一些結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損傷，肉眼并不可見(jiàn)，隨時(shí)間累積損傷加劇，必然對(duì)結(jié)構(gòu)正常使用造成影響，甚至導(dǎo)致破壞，嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全。盡早識(shí)別出損傷并及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，不僅能減少不必要的加固、維修費(fèi)用，還能預(yù)防事故發(fā)生。所以對(duì)損傷識(shí)別方法的研究具有重要的工程意義。
　　結(jié)構(gòu)損傷會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的物理特性如剛度、質(zhì)量、阻尼等變化，那么結(jié)構(gòu)的固有頻率、模態(tài)振型等模態(tài)參數(shù)也會(huì)

2、隨之改變。有關(guān)文獻(xiàn)表明，許多情況下柔度模態(tài)比固有頻率或者模態(tài)振型對(duì)結(jié)構(gòu)的局部損傷更加敏感，可以用于對(duì)結(jié)構(gòu)損傷位置和損傷程度的判別。以上這些參數(shù)改變的現(xiàn)象已被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別中，因此基于結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的損傷識(shí)別方法得到了眾多學(xué)者的研究?？偠灾?，各種損傷識(shí)別方法主要任務(wù)在于以下幾點(diǎn)：
　　1)確定結(jié)構(gòu)中是否存在損傷；
　　2)判斷結(jié)構(gòu)損傷的位置；
　　3)對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷程度進(jìn)行量化分析；
　　4)對(duì)結(jié)構(gòu)的剩余使

3、用壽命進(jìn)行評(píng)估。
　　本文利用損傷前后的柔度矩陣差，通過(guò)曲率差來(lái)構(gòu)造出新的損傷指標(biāo)，提出了相對(duì)柔度差曲率矩陣這一新的損傷識(shí)別算法，并構(gòu)建兩個(gè)損傷指標(biāo)進(jìn)行損傷識(shí)別。
　　具體有：
　　1)介紹了選題背景及意義，探討了損傷識(shí)別的歷史進(jìn)程和發(fā)展趨勢(shì)等。
　　2)介紹了關(guān)于模態(tài)分析的基礎(chǔ)理論，對(duì)幾種常見(jiàn)的損傷識(shí)別方法做了簡(jiǎn)要?dú)w納。
　　3)以常見(jiàn)的梁類結(jié)構(gòu)為例，討論了含有單處損傷、多處損傷的簡(jiǎn)支梁模型。利用?m、?

4、a兩種損傷指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行損傷識(shí)別，同時(shí)比較了?AFC R和MFCD兩種損傷指標(biāo)的識(shí)別效果。
　　仿真結(jié)果表明：
　　無(wú)論結(jié)構(gòu)在單處損傷還是多處損傷的情況下，本文兩種指標(biāo)都可以很好的判斷結(jié)構(gòu)損傷位置和損傷程度，識(shí)別效果顯著優(yōu)于?AFCR和MFCD兩種損傷指標(biāo)。且抗噪性能良好，靈敏度高，可僅需前一、二階模態(tài)參數(shù)就能判斷簡(jiǎn)支梁損傷。在輕微損傷程度下，該方法依然能夠準(zhǔn)確定位其損傷位置，新指標(biāo)明顯具有更好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)。