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

1、土木工程作為人類賴以生存與活動的基礎(chǔ)，其安全性研究是一個永恒的課題。但工程結(jié)構(gòu)本身的大尺度性與系統(tǒng)性使得對此類結(jié)構(gòu)的安全檢測與監(jiān)控不可能像機械結(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、大型體育場)的健康監(jiān)測還是取得了一些成績。目前對結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)損傷識別這一關(guān)鍵課題，學(xué)術(shù)界尚未達成共識。
　　本文在總結(jié)已有工程經(jīng)驗與學(xué)術(shù)文獻的基礎(chǔ)上提出了基于應(yīng)變類損傷指標(biāo)的結(jié)構(gòu)損傷識別方法，通過數(shù)值模擬的方式來進行工

2、程結(jié)構(gòu)的損傷識別研究。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)并用其對結(jié)構(gòu)的損傷位置定位，首先提取在隨機激勵下一懸臂梁的應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù)，并以此構(gòu)建應(yīng)變類損傷指標(biāo)對損傷的位置和程度進行識別，同時將其與位移類損傷指標(biāo)進行比較分析；(2)建立基于應(yīng)變模態(tài)振型的損傷指標(biāo)并用其對簡支梁的損傷位置定位與程度識別，首先分析對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)化分析來達到損傷識別的目的；(3)運用

3、兩類應(yīng)變類指標(biāo)對一座斜拉橋拉索的損傷情況進行識別，首先采用第一種方法對損傷位置進行判斷，再分析對損傷敏感的階數(shù)，最后通過優(yōu)化分析完成對損傷的具體位置定位與程度識別。
　　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)進行結(jié)構(gòu)損傷識別時，指標(biāo)對小損傷的識別效果不是很理想，但損傷位置基本不會影響識別效果。在對大型結(jié)構(gòu)進行損傷分析時宜先分析出對損傷敏感的模態(tài)階次再構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)進行結(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。同時當(dāng)