基于曲率模態(tài)變化率指標的結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究.pdf

1、如今各種工程結(jié)構(gòu)正朝著復(fù)雜化、超大化的方向發(fā)展。然而，外界環(huán)境的侵蝕、交通負載的影響、自然災(zāi)害引發(fā)的損傷等，使得結(jié)構(gòu)材料不斷老化、疲勞效應(yīng)增加、結(jié)構(gòu)抗力衰減，結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性均呈現(xiàn)不同程度的下降。對結(jié)構(gòu)進行早期的健康監(jiān)測和損傷診斷，能及時修復(fù)結(jié)構(gòu)病害，降低結(jié)構(gòu)的損傷積累程度，減少經(jīng)濟損失。
　　 自從本世紀50年代以來，人們就己意識到橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的重要性，損傷檢測是橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的核心技術(shù)，其中，基于結(jié)構(gòu)動力特

2、性的損傷檢測已成為研究的熱點。
　　 首先，本文介紹了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和損傷識別的研究背景和意義，主要描述了損傷識別研究的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，探討了損傷識別方法存在的問題及今后發(fā)展的趨勢。
　　 其次，系統(tǒng)總結(jié)了模態(tài)分析的基本理論及研究內(nèi)容，重點介紹了模態(tài)分析的頻域峰值法和頻域分解法。
　　 再次，論述了曲率模態(tài)分析的理論依據(jù)及其特性。以簡支梁為研究對象，采用改變單元彈性模量的方法模擬結(jié)構(gòu)損傷，通過有限元軟件數(shù)值模擬

3、了跨中損傷和四分之一跨損傷兩種工況，對比分析了結(jié)構(gòu)損傷對固有頻率、位移模態(tài)、曲率模態(tài)的影響，指出了曲率模態(tài)對于結(jié)構(gòu)非節(jié)點損傷敏感。
　　 然后，針對于曲率模態(tài)對結(jié)構(gòu)損傷識別的不足，利用差分法對曲率模態(tài)曲線進行微分，得到曲率模態(tài)變化率曲線。通過開展不同類型的梁結(jié)構(gòu)損傷系列仿真，得出損傷位置、損傷程度對曲率模態(tài)變化率的一般影響。仿真數(shù)據(jù)表明：曲率模態(tài)變化率是比曲率模態(tài)更為敏感的結(jié)構(gòu)損傷指標。
　　 最后，在以上研究的基礎(chǔ)上，