基于曲率模態(tài)的梁式結(jié)構(gòu)損傷識別方法的改進.pdf

1、處于復(fù)雜環(huán)境中的工程結(jié)構(gòu)在使用過程中，由于受各種因素影響不可避免的會產(chǎn)生不同程度的損傷、開裂或者老化，從而埋下隱患，危害到結(jié)構(gòu)本身的安全和人員生命安全以及財產(chǎn)的損失。因此，對結(jié)構(gòu)進行損傷識別對于減少損失具有重要的現(xiàn)實意義。 本文首先簡要的回顧了結(jié)構(gòu)損傷識別領(lǐng)域的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀，著重研究了基于振動測試的損傷識別診斷方法，并根據(jù)研究結(jié)果針對性的提出了當前研究所存在的有關(guān)問題及發(fā)展趨勢。本文所完成的主要內(nèi)容和創(chuàng)新如下： 在

2、基于振動測試的損傷識別診斷方法中，對動力指紋分析損傷識別原理以及所涉及的主要理論方法進行了比較全面的回顧，重點討論了應(yīng)用梁式結(jié)構(gòu)曲率模態(tài)的理論和方法，在此基礎(chǔ)上提出了基于模態(tài)剛度指紋進行損傷識別的新的動力指紋。在沒有原始結(jié)構(gòu)模態(tài)信息的損傷技術(shù)中，模態(tài)剛度指紋具有計算量小和簡單易行等優(yōu)點，且僅需要低階模態(tài)即可獲得良好的識別效果，可以用于初步的損傷識別。 本文通過對簡支梁損傷工況進行數(shù)值模擬，利用八種損傷指標進行了對比分析，研究了結(jié)

3、構(gòu)單處損傷和多處損傷等工況。由于在結(jié)構(gòu)多處損傷中，損傷單元指標值的獨立性較為重要，對此問題也進行了討論。文中的研究結(jié)果表明，模態(tài)剛度指紋識別效果良好。在環(huán)境噪聲工況下，通過數(shù)值模擬，分析對比了三種無需損傷前模態(tài)信息的損傷指標，發(fā)現(xiàn)當利用位移模態(tài)獲取曲率模態(tài)和柔度曲率進行結(jié)構(gòu)損傷識別，即位移模態(tài)中含有5％的隨機誤差：采用上述指標很難把損傷位置識別出來。對于模態(tài)剛度指紋，在損傷很小時，可能會濾掉部分非損傷單元，識別效果比較差；但是當損傷程度

4、比較大時，則可以應(yīng)用于初步的損傷識別。 文中對工字鋼梁的損傷情況進行了試驗研究，討論了測量數(shù)據(jù)誤差對損傷識別的影響，發(fā)現(xiàn)利用位移模態(tài)獲取曲率模態(tài)和利用應(yīng)變模態(tài)獲取曲率模態(tài)的結(jié)果相差較大，采用上述兩種方法獲取曲率模態(tài)均很難應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的損傷識別。 但對于模態(tài)剛度指紋，對于初步的損傷識別還是有用的。對混凝土簡支梁的試驗研究再次表明，模態(tài)剛度指紋的抗噪聲能力較曲率模態(tài)和柔度曲率指標有一定優(yōu)勢?？紤]到現(xiàn)場測試中通常不可能布置很多的