損傷梁的動力特性及損傷識別方法的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文損傷梁的動力特性及損傷識別方法的研究姓名:金明凡申請學(xué)位級別:博士專業(yè):機(jī)械設(shè)計及理論指導(dǎo)教師:趙玫20050301上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文摘要諧激勵和脈沖激勵下的位移響應(yīng)、轉(zhuǎn)角響應(yīng)和曲率響應(yīng)與固有模態(tài)、轉(zhuǎn)角模態(tài)和曲率模態(tài)有類似的特性。隨后,論文在損傷梁動力特性分析的基礎(chǔ)上,提出了基于振動響應(yīng)的損傷判據(jù)函數(shù)。由于結(jié)構(gòu)的響應(yīng)由結(jié)構(gòu)參數(shù)和外激勵確定,論文研究了損傷參數(shù)和外激勵特性對損傷判據(jù)函數(shù)的影響。對不同邊界條件的

2、單一梁和桁架結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析結(jié)果表明,利用本文提出的判據(jù)函數(shù)可直接獲得不同邊界條件下梁的損傷位置,不需要無損傷梁的任何信息。由于損傷程度和激勵頻率都會影響判據(jù)函數(shù)的突變值,因此,需要通過對無損傷及損傷結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性進(jìn)行分析,對比相同激勵頻率下不同損傷狀態(tài)時的判據(jù)函數(shù),才能獲得損傷程度的定量信息。該判據(jù)函數(shù)對測量信號中的噪聲很敏感,01%噪聲就會對識別結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。為了減小噪聲的影響,本文在數(shù)值模擬中對測量信號進(jìn)行了平均化處理,能一

3、定程度上減小噪聲對判據(jù)函數(shù)計算結(jié)果的影響。本文還研究了梁結(jié)構(gòu)的混合建模方法和基于遺傳算法的結(jié)構(gòu)參數(shù)與損傷參數(shù)的識別方法。在梁結(jié)構(gòu)的混合建模過程中,梁部分的質(zhì)量矩陣與剛度矩陣直接利用幾何參數(shù)和材料常數(shù)建立,而支承部分或者連接部分的剛度則利用實驗結(jié)果通過參數(shù)識別獲得。論文根據(jù)固有頻率變化和判據(jù)函數(shù)突變值,提出了基于遺傳算法的結(jié)構(gòu)參數(shù)和損傷參數(shù)的識別方法。由于遺傳算法是一類基于自然選擇和群體遺傳學(xué)機(jī)理上的自適應(yīng)概率搜索的全局優(yōu)化方法,它不需要

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