結構損傷數值模擬研究.pdf

1、現代工程結構正在向大型化、復雜化、自動化、智能化方向發(fā)展，復雜的服役環(huán)境使結構的運行安全日益遭受潛在的威脅。為了保證結構安全、避免災難事故的發(fā)生，實時、在線、有效的結構損傷識別方法研究是目前結構工程研究領域的重要研究方向之一。 廣義的結構系統(tǒng)，包含機械系統(tǒng)和結構系統(tǒng)兩大類。國際上基于隨即振動理論的損傷識別方法研究已經最少有三十年的歷史。動力檢測技術在機械系統(tǒng)(尤其是旋轉機械類的損傷診斷)的損傷診斷方面的應用已漸成熟。土木結構系統(tǒng)

2、作為一類結構系統(tǒng)，相應的結構系統(tǒng)損傷識別的大規(guī)模研究工作的研究歷史不超過二十年，加之土木結構系統(tǒng)的力學行為異常復雜，目前為止，國際上還沒有形成一套行之有效的土木結構損傷識別方法。由于土木結構系統(tǒng)所處的運營環(huán)境與大部分機械設備所處運營環(huán)境惡劣許多，同時結構系統(tǒng)體量龐大，開展相關的實驗研究十分困難，費用高昂。真實土木結構系統(tǒng)發(fā)生局部損傷后，結構系統(tǒng)的力學性能及相應變化還缺少深入的理論研究，試驗數據更是少之又少。 本文利用先進的有限元

3、數值模擬系統(tǒng)，開展了對真實土木結構構件、土木結構系統(tǒng)的數值模擬損傷研究，以期能從數值模擬結果獲得一些有關土木結構系統(tǒng)發(fā)生損傷后的結構力學性能及變化的初步結果，它們在某種程度上，可以替代費用高昂的真實結構損傷實驗研究，最終目標是為實現有效的結構系統(tǒng)損傷識別方法研究積累有價值的數值模擬結果。 本文提出了模擬結構破壞破損的有限元模型、模擬策略和模擬方式，針對某真實結構系統(tǒng)，建立了大型結構系統(tǒng)的三維實體模型，該模型具有良好的參數化屬性。

4、論述了實現大型土木結構系統(tǒng)三維實體模型的一般方法，闡明了建模過程中所出現的問題及解決方案。在此基礎上，根據已有的結構破壞實驗及結構破壞實例，提出了具有一定典型性的結構破壞模型。利用該結構破壞模型，實現了大量結構破壞數值模擬分析。利用該結構破壞模型模擬結構破壞的幾何形狀、破壞程度、破壞位置等重要結構破壞參數，得到了結構破壞后，結構系統(tǒng)力學性能及變化的大量數值模擬結果，初步分析了結構破壞后結構系統(tǒng)力學性能及變化的特征，為實現有效的結構破壞識