基于模態(tài)應變能的梁橋損傷識別.pdf

1、由于各種因素作用，土木工程結構將不可避免地產生可能導致嚴重后果的損傷，因此，對土木工程結構進行健康監(jiān)測很有必要。結構損傷識別的理論和方法是結構健康監(jiān)測研究的核心，結構損傷識別問題就是要根據(jù)結構表現(xiàn)出的性態(tài)去判別結構損傷位置和損傷程度。本文基于模態(tài)應變能的基本理論，根據(jù)損傷前后結構振型的改變求出模態(tài)應變能變化率，將其作為橋梁結構損傷識別的指標并加以應用。 本文利用該損傷指標分別對混凝上簡支梁和連續(xù)梁的損傷進行了數(shù)值仿真模擬和計算分

2、析。通過減小彈性模量來模擬剛度折減，通過MIDAS軟件得到模型損傷前后振型，自編MATLAB程序求得單元模態(tài)應變能變化率從而識別損傷。 數(shù)值結果表明，通過對一處或多處損傷，不同程度損傷、不同位置損傷的識別，可發(fā)現(xiàn)使用第一階模態(tài)振型至前五階模態(tài)振型，都能較好地識別簡支梁或連續(xù)梁的損傷位置，損傷位置的模態(tài)應變能變化率大于未損傷位置；運用同階模態(tài)進行計算時，隨著損傷程度的增大，損傷單元模態(tài)應變能變化率也隨著增大，由此可定性地估計損傷程

3、度的大小。數(shù)值結果也表明簡支梁的損傷識別效果好于連續(xù)梁。 模態(tài)應變能法的抗噪聲能力是本文研究重點。本文引進蒙特卡羅法，通過對損傷后振型加入噪聲模擬實測誤差，進行足夠次數(shù)試驗，自編matlab識別算法程序統(tǒng)計總識別次數(shù)和每次單元模態(tài)應變能變化率，就可得到穩(wěn)定的在不同噪聲和不同損傷程度影響下的損傷識別率和模態(tài)應變能變化率平均值，由此可以認識它們的變化規(guī)律，認識同一噪聲下不同損傷程度時各單元模態(tài)應變能變化率平均值的變化規(guī)律。