基于應(yīng)變模態(tài)分析理論的工程結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、土木工程作為人類賴以生存與活動(dòng)的基礎(chǔ)，其安全性研究是一個(gè)永恒的課題。但工程結(jié)構(gòu)本身的大尺度性與系統(tǒng)性使得對(duì)此類結(jié)構(gòu)的安全檢測(cè)與監(jiān)控不可能像機(jī)械結(jié)構(gòu)那樣發(fā)展迅速。盡管如此，重大結(jié)構(gòu)(如大跨橋梁、海洋鉆井平臺(tái)、大型體育場(chǎng))的健康監(jiān)測(cè)還是取得了一些成績(jī)。目前對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別這一關(guān)鍵課題，學(xué)術(shù)界尚未達(dá)成共識(shí)。
　　本文在總結(jié)已有工程經(jīng)驗(yàn)與學(xué)術(shù)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上提出了基于應(yīng)變類損傷指標(biāo)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，通過數(shù)值模擬的方式來進(jìn)行工

2、程結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別研究。主要內(nèi)容如下：(1)建立結(jié)構(gòu)基于脈沖響應(yīng)函數(shù)的損傷指標(biāo)并用其對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷位置定位，首先提取在隨機(jī)激勵(lì)下一懸臂梁的應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù)，并以此構(gòu)建應(yīng)變類損傷指標(biāo)對(duì)損傷的位置和程度進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)將其與位移類損傷指標(biāo)進(jìn)行比較分析；(2)建立基于應(yīng)變模態(tài)振型的損傷指標(biāo)并用其對(duì)簡(jiǎn)支梁的損傷位置定位與程度識(shí)別，首先分析對(duì)損傷比較敏感的模態(tài)階次，然后利用這些模態(tài)階次構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，最后通過ANSYS優(yōu)化分析來達(dá)到損傷識(shí)別的目的；(3)運(yùn)用

3、兩類應(yīng)變類指標(biāo)對(duì)一座斜拉橋拉索的損傷情況進(jìn)行識(shí)別，首先采用第一種方法對(duì)損傷位置進(jìn)行判斷，再分析對(duì)損傷敏感的階數(shù)，最后通過優(yōu)化分析完成對(duì)損傷的具體位置定位與程度識(shí)別。
　　研究結(jié)果表明：在利用基于脈沖響應(yīng)函數(shù)的損傷指標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別時(shí)，指標(biāo)對(duì)小損傷的識(shí)別效果不是很理想，但損傷位置基本不會(huì)影響識(shí)別效果。在對(duì)大型結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷分析時(shí)宜先分析出對(duì)損傷敏感的模態(tài)階次再構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這樣可減少數(shù)據(jù)處理量，節(jié)約資源，提高效率。同時(shí)當(dāng)