移動荷載作用下梁結(jié)構(gòu)損傷檢測的數(shù)值與試驗研究.pdf

1、當結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷時，對結(jié)構(gòu)的狀態(tài)進行診斷和評估，以準確識別出結(jié)構(gòu)的損傷位置和損傷程度，進一步分析損傷出現(xiàn)的原因，這一過程的實現(xiàn)就是結(jié)構(gòu)損傷檢測。根據(jù)結(jié)構(gòu)損傷檢測報告，設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)安全與否進行評價，進而提出對建筑結(jié)構(gòu)進行維護加固的最佳方案，從而最大限度避免結(jié)構(gòu)安全事故的發(fā)生。
　　梁結(jié)構(gòu)是工程中常見的一種結(jié)構(gòu)形式，是主體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于建筑、市政、橋梁等工程領(lǐng)域。本文以梁為研究對象，采用無厚度的彈簧單元模擬梁結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)

2、的微小損傷。探索如何設(shè)置彈簧單元的相關(guān)參數(shù)，才能使數(shù)值模型更加貼近工程實際。在損傷梁上施加移動荷載，得到損傷梁的動力特性。采集任意點瞬態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)繪制位移時程曲線和加速度時程曲線。對時程曲線數(shù)據(jù)進行分析和處理，以確定梁結(jié)構(gòu)的損傷位置。基于對損傷檢測問題相關(guān)文獻的學(xué)習(xí)，本文從以下幾個方面展開研究：
　　首先，通過建立梁結(jié)構(gòu)動力學(xué)方程以及對損傷梁進行振動分析來研究移動荷載作用下?lián)p傷梁的力學(xué)性能?；谠摾碚?，在ANSYS軟件中建立移動荷載

3、作用下的損傷梁模型，選擇彈簧單元模擬厚度可忽略不計的微小損傷，在梁上施加移動荷載，獲得不同損傷程度、不同荷載質(zhì)量、不同移動速度下的位移時程曲線和加速度時程曲線。其次，根據(jù)實驗室現(xiàn)有條件設(shè)計模型試驗。在試驗用梁模型上設(shè)置不同位置和不同程度的裂縫損傷，按照不同荷載質(zhì)量、不同移動速度、不同測點位置等工況進行對比分析。最后，應(yīng)用去噪、小波變換等方法進一步處理分析試驗和數(shù)值模擬所得的數(shù)據(jù)，得到損傷的位置及各因素對檢測結(jié)果的影響。
　　在損傷

4、檢測中，施加的移動荷載質(zhì)量越大，速度越小；被檢測的損傷程度越大；損傷位置距離測點越近時，檢測效果越明顯。對于同種工況和同種檢測條件下，加速度時程曲線比位移時程曲線的檢測效果明顯。原本看不出損傷的位移時程曲線，經(jīng)過小波變換后，在損傷位置處尺度大于某個值時光斑變得較明顯，選取其中一個尺度的小波變換圖，可以在損傷處發(fā)現(xiàn)明顯凸起，可以成功檢測出損傷。
　　以上有關(guān)移動荷載作用下梁結(jié)構(gòu)損傷檢測的研究，對后續(xù)其他類型結(jié)構(gòu)研究具有一定參考價值。