移動(dòng)荷載作用下梁結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的數(shù)值與試驗(yàn)研究.pdf

1、當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)進(jìn)行診斷和評(píng)估，以準(zhǔn)確識(shí)別出結(jié)構(gòu)的損傷位置和損傷程度，進(jìn)一步分析損傷出現(xiàn)的原因，這一過程的實(shí)現(xiàn)就是結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)。根據(jù)結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)報(bào)告，設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)安全與否進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而提出對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)加固的最佳方案，從而最大限度避免結(jié)構(gòu)安全事故的發(fā)生。
　　梁結(jié)構(gòu)是工程中常見的一種結(jié)構(gòu)形式，是主體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于建筑、市政、橋梁等工程領(lǐng)域。本文以梁為研究對(duì)象，采用無厚度的彈簧單元模擬梁結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)

2、的微小損傷。探索如何設(shè)置彈簧單元的相關(guān)參數(shù)，才能使數(shù)值模型更加貼近工程實(shí)際。在損傷梁上施加移動(dòng)荷載，得到損傷梁的動(dòng)力特性。采集任意點(diǎn)瞬態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)繪制位移時(shí)程曲線和加速度時(shí)程曲線。對(duì)時(shí)程曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，以確定梁結(jié)構(gòu)的損傷位置?；趯?duì)損傷檢測(cè)問題相關(guān)文獻(xiàn)的學(xué)習(xí)，本文從以下幾個(gè)方面展開研究：
　　首先，通過建立梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程以及對(duì)損傷梁進(jìn)行振動(dòng)分析來研究移動(dòng)荷載作用下?lián)p傷梁的力學(xué)性能?；谠摾碚?，在ANSYS軟件中建立移動(dòng)荷載

3、作用下的損傷梁模型，選擇彈簧單元模擬厚度可忽略不計(jì)的微小損傷，在梁上施加移動(dòng)荷載，獲得不同損傷程度、不同荷載質(zhì)量、不同移動(dòng)速度下的位移時(shí)程曲線和加速度時(shí)程曲線。其次，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件設(shè)計(jì)模型試驗(yàn)。在試驗(yàn)用梁模型上設(shè)置不同位置和不同程度的裂縫損傷，按照不同荷載質(zhì)量、不同移動(dòng)速度、不同測(cè)點(diǎn)位置等工況進(jìn)行對(duì)比分析。最后，應(yīng)用去噪、小波變換等方法進(jìn)一步處理分析試驗(yàn)和數(shù)值模擬所得的數(shù)據(jù)，得到損傷的位置及各因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。
　　在損傷

4、檢測(cè)中，施加的移動(dòng)荷載質(zhì)量越大，速度越??；被檢測(cè)的損傷程度越大；損傷位置距離測(cè)點(diǎn)越近時(shí)，檢測(cè)效果越明顯。對(duì)于同種工況和同種檢測(cè)條件下，加速度時(shí)程曲線比位移時(shí)程曲線的檢測(cè)效果明顯。原本看不出損傷的位移時(shí)程曲線，經(jīng)過小波變換后，在損傷位置處尺度大于某個(gè)值時(shí)光斑變得較明顯，選取其中一個(gè)尺度的小波變換圖，可以在損傷處發(fā)現(xiàn)明顯凸起，可以成功檢測(cè)出損傷。
　　以上有關(guān)移動(dòng)荷載作用下梁結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的研究，對(duì)后續(xù)其他類型結(jié)構(gòu)研究具有一定參考價(jià)值。