環(huán)境激勵下檢測橋梁結(jié)構(gòu)損傷的柔度靈敏度方法研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)的損傷識別對于大型結(jié)構(gòu)的安全使用是至關(guān)重要的，在損傷識別過程中如何更加準(zhǔn)確地對損傷程度和位置進(jìn)行判定成為研究熱點。本文提出了一種以環(huán)境激勵下的結(jié)構(gòu)柔度靈敏度為理論基礎(chǔ)的損傷識別方法，通過對結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場動力檢測得到結(jié)構(gòu)損傷后的振型矩陣，以及根據(jù)圖紙建立其原始的有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析得到其未損傷的振型矩陣，利用通過理論推導(dǎo)得到的公式可以計算出結(jié)構(gòu)單元級別的損傷程度。本文主要的研究內(nèi)容有：
　　1.介紹了一種利用環(huán)境激勵下的模態(tài)數(shù)

2、據(jù)監(jiān)測結(jié)構(gòu)損傷的柔度靈敏度方法，對于環(huán)境激勵下所得的不歸一化的振型引入振型歸一化系數(shù)，并且將這些系數(shù)作為新的未知量，通過對柔度靈敏度方程做適當(dāng)?shù)淖冃?，并利用矩陣的拉直運算和廣義逆，把各單元的損傷參數(shù)和各振型歸一化系數(shù)一并予以求解。
　　2.以簡支梁為簡單模型，根據(jù)有限元模型建立的法則進(jìn)行建模，并且對其某一單元修改彈性模量以模擬結(jié)構(gòu)的損傷，進(jìn)行模態(tài)分析后得到損傷前后的振型，利用提出的柔度靈敏度方法進(jìn)行損傷識別，以此驗證此理論的科學(xué)性

3、和實用性。本文對簡支梁模型進(jìn)行了單損傷情況和多損傷情況的對比。針對實際情況的數(shù)據(jù)不完備性作了模擬分析，驗證了實際檢測數(shù)據(jù)不完備時此方法是可行的。
　　3.以承德某大橋為實際工程示例，根據(jù)圖紙建立原始有限元模型，從而得到質(zhì)量歸一化下的振型矩陣；另外，根據(jù)對其進(jìn)行的實際模態(tài)測試以得到該橋梁結(jié)構(gòu)的環(huán)境激勵下的非質(zhì)量歸一化的模態(tài)數(shù)據(jù)；利用振型歸一化系數(shù)環(huán)境激勵下的非質(zhì)量歸一化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為質(zhì)量歸一的數(shù)據(jù)；最后，將振型歸一化系數(shù)和損傷參數(shù)均視為