基于振動的板架結(jié)構損傷識別技術研究.pdf

1、隨著諸如隧道，涵洞等土木結(jié)構的廣泛應用，其長期運行過程中的安全性問題被越來越重視，損傷檢測技術也由此得到了突飛猛進的發(fā)展。諸如隧道，涵洞等很多的結(jié)構具有板架特征，因此討論板架結(jié)構的損傷識別將為隧道，涵洞等土木結(jié)構的損傷識別提供理論基礎和參考價值?；谡駝拥膿p傷識別方法是一種應用非常廣泛的全局損傷識別方法，而基于損傷因子的損傷識別方法是一種簡單易行，并且有較高識別效果的一種基于振動的損傷識別方法。同時為了盡可能減少傳感器的數(shù)量，提高測試的

2、精度和可靠性，對傳感器最優(yōu)化布局的研究具有理論和現(xiàn)實的意義。 本論文以板架結(jié)構為研究對象，對其進行基于損傷因子的損傷識別的理論研究和實驗仿真研究，并著重對傳感器優(yōu)化布局作了詳細的研究。本文建立了板架結(jié)構的有限元模型，并計算了自由邊界條件下系統(tǒng)的模態(tài)特性，利用計算得到的模態(tài)參數(shù)通過遺傳算法(GA)來優(yōu)化布置損傷識別過程中的傳感器布局。與有效獨立算法(EFI)比較，遺傳算法有較好的優(yōu)化效果。研究損傷因子法識別結(jié)構損傷的原理，并將該結(jié)

3、構中的損傷用損傷因子法進行了研究。結(jié)果表明僅用一階模態(tài)參數(shù)進行損傷識別計算可識別到22％剛度下降的損傷，運用的模態(tài)階次越高，識別效果越好。 本文制作了板架結(jié)構。通過錘擊法測試出該結(jié)構的模態(tài)頻率和模態(tài)振型，并以此為基礎修正了其ANSYS有限元模型。布置了兩種不同的傳感器布置方案，結(jié)果表明優(yōu)化方案的效果要優(yōu)于非優(yōu)化的方案。測得了在有損傷情況下該結(jié)構的實驗模態(tài)參數(shù)，根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，采用損傷因子法計算了有損模型的損傷因子分布。結(jié)果表