基于殘余能量靈敏度分析的結(jié)構損傷識別研究.pdf

1、土木工程結(jié)構在長期運營過程中受各種因素影響,不可避免地會遭受不同程度的損傷。結(jié)構損傷識別作為健康監(jiān)測的核心內(nèi)容之一,是近年來的研究熱點。工程結(jié)構的動態(tài)特征靈敏度分析對工程結(jié)構的損傷識別、動態(tài)設計、優(yōu)化設計、控制理論和動力修改等方面的研究有著十分重要的意義。近年來,由基本模態(tài)參數(shù)衍生出來的基于能量的指標如應變能、殘余能量等對損傷的敏感性得到了廣泛關注,其靈敏度分析也成為一個重要內(nèi)容。本文對殘余能量和單元殘余能量進行了靈敏度分析,并將其用于

2、結(jié)構損傷識別,得到了一些有益的結(jié)論。主要工作和研究內(nèi)容如下:
　　 1.回顧了損傷識別的發(fā)展,綜述了結(jié)構動態(tài)特性靈敏度分析和損傷識別的研究現(xiàn)狀,指出了當前損傷識別研究存在的不足。
　　 2.提出了基于殘余能量靈敏度的損傷識別方法,建立了相應的損傷識別方程組,通過求解損傷方程組,能同時識別損傷位置和損傷程度的。仿真算例分析結(jié)果表明了該方法的有效性。
　　 3.定義單元殘余能量,推導了無阻尼線性系統(tǒng)單元殘余能量的一階

3、靈敏度和二階靈敏度解析表達式,分析了單元殘余能量對損傷參數(shù)的靈敏度,進一步建立了基于單元殘余能量靈敏度分析的結(jié)構損傷方程組。為解決方程組的病態(tài)問題,引入了增廣方程組法,該方法只需第一階模態(tài)參數(shù)便能同時識別結(jié)構損傷位置和損傷程度。
　　 4.為研究基于單元殘余能量靈敏度分析的損傷識別方法對不同結(jié)構的適用性,采用一簡支梁和一平面桁架結(jié)構進行了仿真分析,結(jié)果表明,該方法能很好識別損傷位置和損傷程度。
　　 5.引入蒙特卡羅方法