基于模態(tài)信息的結(jié)構(gòu)模糊損傷識(shí)別.pdf

1、基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的損傷識(shí)別技術(shù)是近20年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者在這方面做了大量的研究工作，取得了一系列研究成果，并有部分研究成果已成功應(yīng)用于實(shí)際工程。但對(duì)于大型的土木工程來(lái)講，由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作或者結(jié)構(gòu)施工誤差，往往使得結(jié)構(gòu)的參數(shù)具有一定的不確定性，這些不確定性可能是隨機(jī)的也可能是模糊的，甚至可能是模糊隨機(jī)的。而在大多數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析中，都是將結(jié)構(gòu)參數(shù)看成是一個(gè)確定性的量，進(jìn)行計(jì)算與分析，這樣分析的結(jié)果不僅不能反映結(jié)構(gòu)的實(shí)

2、際情況，而且再加上結(jié)構(gòu)使用荷載的不確定性，這必將影響基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性損傷識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此在工程設(shè)計(jì)與分析過(guò)程中，考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)的不確定性是很有必要的。本文首先介紹了結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀以及損傷識(shí)別的基本理論。其次選取桁架結(jié)構(gòu)的應(yīng)變模態(tài)改變值作為結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別指標(biāo)，對(duì)桁架結(jié)構(gòu)不同桿件發(fā)生不同程度的損傷進(jìn)行識(shí)別。結(jié)果表明，利用應(yīng)變模態(tài)改變值作為損傷指標(biāo)可以識(shí)別結(jié)構(gòu)的損傷。然后采用結(jié)構(gòu)的應(yīng)變模態(tài)改變值建立標(biāo)準(zhǔn)模式庫(kù)，利用模糊貼近度的

3、方法，對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷程度進(jìn)行識(shí)別。通過(guò)考慮材料強(qiáng)度特性、結(jié)構(gòu)尺寸以及負(fù)載的模糊特性，建立桁架的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，并通過(guò)Rayleigh商法得到結(jié)構(gòu)的自振特性。通過(guò)一桁架模型，分析了由于考慮結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)尺寸以及負(fù)載的模糊特性對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響。以上分析都是結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析的正問(wèn)題，本文還對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的反問(wèn)題做了研究，通過(guò)利用特征值反問(wèn)題識(shí)別結(jié)構(gòu)的剛度，算例表明，該方法可以很好的識(shí)別結(jié)構(gòu)的剛度。最后將其應(yīng)用于一實(shí)際加固工程，驗(yàn)證其在實(shí)際工