基于能量耗散及概率統(tǒng)計原理的梁式結(jié)構(gòu)損傷識別研究.pdf

1、梁式結(jié)構(gòu)是國家基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,由于荷載和環(huán)境的作用,其在服役期間不可避免地會出現(xiàn)損傷累積和抗力衰減,影響結(jié)構(gòu)的安全性或耐久性。因此,研究梁式結(jié)構(gòu)的損傷識別問題具有重要的現(xiàn)實意義。
　　目前多數(shù)梁式結(jié)構(gòu)的損傷識別方法容易在梁損傷部位的對稱位置處引起損傷誤判,且研究大多借助數(shù)值模擬技術(shù),缺少模型試驗對識別結(jié)果進行驗證。本文基于能量耗散原理和概率統(tǒng)計方法,對簡支工字鋼梁的損傷識別問題進行了數(shù)值分析和試驗研究,主要研究內(nèi)容及得到的

2、結(jié)論如下:
　　基于能量耗散原理對簡支工字鋼梁的損傷識別進行數(shù)值研究。結(jié)果表明該方法可準確識別出梁內(nèi)部的單位置和多位置損傷(包括5％的小損傷),并可相對評估損傷程度,但不適用于簡支梁支座位置的損傷識別。
　　對簡支工字鋼梁的損傷識別進行試驗研究。通過在梁底受拉區(qū)切割裂縫人為設(shè)定損傷,分別采用固有頻率和單元損傷變量指標(biāo)對預(yù)設(shè)損傷進行識別。結(jié)果表明固有頻率可用于判斷損傷的出現(xiàn),但不能識別出損傷位置,且對小損傷不敏感,兩根試驗梁深

3、度2mm的損傷引起的固有頻率變化率最大值分別為0.06％和0.08％。能量耗散法可對簡支梁預(yù)設(shè)的2mm和4mm的損傷進行定位,并能相對表征損傷程度。
　　對數(shù)值模擬得到的模態(tài)參數(shù)加入測量噪聲,考察能量耗散法在噪聲下的識別精度。結(jié)果表明能量耗散法的損傷識別精度隨噪聲水平的增加逐漸降低,當(dāng)噪聲達到2％時,該方法已無法準確識別出簡支梁內(nèi)部預(yù)設(shè)的30％的損傷。
　　將能量耗散法與概率統(tǒng)計理論相結(jié)合,利用含有噪聲的模態(tài)數(shù)據(jù),在統(tǒng)計分析