結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)裂紋擴(kuò)展損傷識別.pdf

1、土木工程作為國家的大型基礎(chǔ)設(shè)施,是國家經(jīng)濟(jì)活動的基本保證和經(jīng)濟(jì)命脈。其安全性的問題也一直是土木學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)。但是土木工程結(jié)構(gòu)往往都是大而笨重的結(jié)構(gòu),對其進(jìn)行檢測無法像對機(jī)械結(jié)構(gòu)那樣方便易行,故其發(fā)展一直比較緩慢。然而,經(jīng)過近幾十年學(xué)術(shù)界的努力,土木工程結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測也得到了很大的發(fā)展。對一些大跨橋梁、高層建筑、大型體育館等進(jìn)行監(jiān)測還是取得了很大的進(jìn)步。鐵路鋼桁架橋是大跨度鐵路鋼橋常用的一種結(jié)構(gòu)型式。由于鐵路鋼桁架橋長期處于列車運(yùn)行動力

2、荷載的作用下,因此鐵路鋼桁架橋結(jié)點(diǎn)焊縫的累積疲勞損傷是一個在橋梁運(yùn)營與維護(hù)中必然會發(fā)生,甚至有時(shí)會產(chǎn)生危及到鐵路鋼橋安全的重要問題。至今,國內(nèi)外已發(fā)生多起因鐵路鋼橋的累積疲勞損傷而引發(fā)的橋梁結(jié)構(gòu)破壞的案例。
　　本文研究了鄱陽湖鐵路鋼桁架橋結(jié)點(diǎn)區(qū)焊縫裂紋擴(kuò)展的損傷識別。在結(jié)構(gòu)損傷的早期對結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識別并在結(jié)構(gòu)服役期間對結(jié)構(gòu)損傷區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測是保證土木結(jié)構(gòu)安全工作的一個重要方法。在研究的過程中,本文采用了實(shí)體建模的方法考慮鋼桁架橋結(jié)

3、點(diǎn)區(qū)焊縫。在建立節(jié)點(diǎn)過程中,充分考慮到后期計(jì)算效率和后處理的數(shù)據(jù)處理的可靠性,采用了建隔離體的辦法。用隔離體作為裂紋區(qū)和非裂紋區(qū)的過渡,保證在裂紋區(qū)要求精細(xì)單元劃分的要求,同時(shí)也有效控制了單元的總數(shù)量,保證了分析效率。對于裂紋的參數(shù)的識別,本文介紹了對節(jié)點(diǎn)焊縫區(qū)穿透裂紋長度的識別。本文的損傷識別方法采用了模糊模式識別。首先建立一個模糊模式庫,再通過定義隸屬度函數(shù),以隸屬度來確定待識別量在在模糊模式庫中的模式,從而達(dá)到損傷識別的目的。對于

4、損傷識別來說,選擇損傷識別的標(biāo)識量是特別重要的,本文選擇裂紋附近區(qū)域的一些節(jié)點(diǎn),定義了這些節(jié)點(diǎn)對裂紋長度變化的敏感性,通過對比各點(diǎn)對裂紋變化的敏感性選取了識別裂紋參數(shù)的敏感關(guān)鍵點(diǎn)。并且以這些關(guān)鍵點(diǎn)在不同裂紋長度下的時(shí)程應(yīng)力作為模糊樣本,待識別量通過對比模糊樣本并計(jì)算出對各樣本的隸屬度,從而識別出裂紋的參數(shù)。最后本文在每種工況下分別選取了兩組不同長度的裂紋時(shí)的識別樣本進(jìn)行識別,得到了比較理想的識別效果。說明采用這種方法對裂紋擴(kuò)展的識別是十