基于模態(tài)參數(shù)在損傷檢測中的應(yīng)用.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)起源于上個世紀(jì)的五六十年代,最初主要是在航空航天領(lǐng)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)載荷監(jiān)測.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)代社會的建筑向大型化、復(fù)雜化發(fā)展,這些結(jié)構(gòu)在復(fù)雜的自然環(huán)境中受到各種威脅,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各種可能的損傷.為了保證安全,就要準(zhǔn)確及時地對結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷檢測,以獲得結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的運(yùn)行狀況,從而及時對損傷進(jìn)行修復(fù).運(yùn)用結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行實時監(jiān)測,及時對結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷檢測和損傷定位,維護(hù)結(jié)構(gòu)正常運(yùn)行,預(yù)測結(jié)構(gòu)剩余壽

2、命.這對保障人民生命財產(chǎn)安全、減少經(jīng)濟(jì)損失具有極其重大的意義與作用.本文闡述了國內(nèi)外結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的研究背景、發(fā)展現(xiàn)狀和損傷理論的應(yīng)用情況；重點(diǎn)闡述了平面桁架的振動特性和基于模態(tài)分析的損傷識別理論與數(shù)值仿真. 桁架結(jié)構(gòu)由于其重量輕,材料使用率高,在大型廠房、橋梁結(jié)構(gòu)中都被廣泛應(yīng)用,對桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識別具有實用意義,因此,本文選用平面懸臂桁架結(jié)構(gòu)作為研究對象.利用桁架桿單元的特殊性質(zhì),提出了將節(jié)點(diǎn)模態(tài)位移轉(zhuǎn)變?yōu)閱卧獞?yīng)變的方法,

3、從而利用損傷前后的應(yīng)變變化對損傷進(jìn)行識別. 對平面懸臂桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值仿真計算,討論結(jié)構(gòu)在發(fā)生單損傷情況下,桿件發(fā)生相同位置不同程度和不同位置相同損傷程度的損傷時,結(jié)構(gòu)頻率變化規(guī)律和應(yīng)變模態(tài)的變化規(guī)律,得出如下結(jié)論: (1)桿件發(fā)生相同程度損傷時,結(jié)構(gòu)頻率變化率隨著桿件離固定鉸支座距離的增大而減少；同一桿件發(fā)生不同程度損傷時,結(jié)構(gòu)頻率變化率隨著桿件損傷程度的增加而增大. (2)在各階應(yīng)變模態(tài)下,運(yùn)用應(yīng)變模態(tài)對結(jié)構(gòu)