基于頻響函數(shù)的輸電線塔結(jié)構(gòu)損傷識別研究.pdf

1、作為生命線工程的輸電線塔體系對國計民生有重大的影響，保證其健康、安全的服役狀態(tài)有重大意義。輸電線塔結(jié)構(gòu)在服役期間會出現(xiàn)損傷，導致結(jié)構(gòu)性能下降，輸電線塔的傾覆倒塌事故時有發(fā)生，其安全性己經(jīng)引起人們的高度重視。如何識別輸電線塔結(jié)構(gòu)的損傷，對其健康狀況進行實時監(jiān)測診斷，己成為當今專家學者研究的一個重要課題。目前，基于結(jié)構(gòu)振動特性的結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進展。但是由于荷載的隨機性、結(jié)構(gòu)測量數(shù)據(jù)的不完備，識別方法往往對損傷不敏感，不準確

2、。因此，得到可以應用于工程實際并且保證高精度的損傷識別結(jié)果的結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù)具有極其重要的現(xiàn)實意義。
　　本文對結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù)和自由度縮聚技術(shù)進行了簡單闡述，對基于振動的損傷識別方法進行了簡要的分析，并著重闡述了頻響函數(shù)的概念、矩陣形式及其各種形式曲線的物理意義和自由度縮聚理論。并以平面四層鋼架為例，通過Guyan縮聚法程序?qū)⒍嘧杂啥冉Y(jié)構(gòu)的自由度進行縮減，在保證低階固有頻率和振型一致的前提下，得到損傷前后結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)的變化規(guī)律，

3、并引入單元剛度損傷參數(shù)，得到縮聚后結(jié)構(gòu)實際剛度矩陣和含參數(shù)剛度矩陣，取兩個矩陣中相同位置的元素進行聯(lián)立，即可通過最小二乘法求得損傷參數(shù)的解。即將結(jié)構(gòu)的損傷識別問題轉(zhuǎn)化為非線性最小二乘問題，損傷參數(shù)的位置和大小即體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)損傷單元的的位置及其損傷程度。
　　本文進行了單一單元損傷和多單元損傷的數(shù)值識別研究，并進行了結(jié)構(gòu)動態(tài)試驗對比。最后還對風荷載作用下大型輸電線塔結(jié)構(gòu)損傷識別進行了數(shù)值模擬。單元損傷識別結(jié)果表明，結(jié)合頻響函數(shù)和自由度