基于类柔度差曲率的结构损伤识别技术研究

发布时间：2020-06-27 00:09

【摘要】：结构损伤识别作为桥梁健康监测核心内容之一,其识别方法较多,由于柔度类损伤识别指标仅需低阶模态就可进行损伤识别,低阶模态在工程中容易测得且精度较高,故柔度类损伤识别方法得到了大量学者的关注,并开展了许多研究工作。损伤识别技术从1970年开始逐渐被应用在土木工程领域,众多学者通过对结构不同参数的研究分析,提出了不同特点的多种损伤识别方法,从而对结构的损伤与否做出判断,确定损伤位置以及识别损伤程度。文章概述了结构损伤识别的相关研究,介绍了国内外研究现状,说明了各类结构损伤识别方法特点及其优缺点。目前单一的损伤指标已经无法满足对结构损伤识别的要求,应考虑综合信息,发展多指标结合的损伤识别技术。为了更好的识别结构弱损伤,提出了基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别技术,对不含边界损伤单元的多种损伤工况进行了数值模拟,同时对其一、二阶频率摄动计算。计算结果表明:仅需第一阶模态测试数据,即可完成结构损伤位置的诊断和定量识别损伤程度。同时,使用一阶模态建立的类柔度差曲率LFCF指标对梁式结构损伤定位具有良好的诊断效果,且该方法计算工作量小;当损伤程度不大于25%时,二阶频率摄动计算的各工况损伤程度最大误差不超过5.85%,证明了该方法的有效性和精确性。为进一步验证该方法的实用性和有效性,针对下承式拱桥结构的典型横梁构件,采用类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别方法对单损伤和多损伤工况进行数值模拟,计算结果显示:对于单损伤模拟,二阶摄动识别结果精度明显高于一阶摄动识别结果;对于多损伤模拟,前两阶频率摄动识别结果相差不大,一阶摄动识别效果较佳。证明该方法对结构损伤识别效果良好,具有一定的研究意义,可为实际工程应用提供参考。
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU317
【图文】：

华北水利水电大学硕士学位论文美国 Tbcoma 桥等。再者外界环境的侵蚀、疲劳效应、温度效应和地震效应等不利因素的相互作用[2]，也会导致桥梁结构自身材料性能退化，尤其是在交通压力较大的地段，车辆行驶速度高和超载等情况的发生，极有可能会导致灾难性事故的发生。如：2012年 9 月 22 日，发生在韩国京畿道的临津江跨江大桥的严重垮塌事故，造成了 2 人死亡，12 个人受到伤害，见图 1-1；2007 年广东九江大桥因当年桥面合龙时有误差，被强迫合龙，稍有点扭曲，桥梁合龙大误差可成为桥梁 扭曲 事故的隐患，最后被通过的船只撞塌，见图 1-2。

华北水利水电大学硕士学位论文美国 Tbcoma 桥等。再者外界环境的侵蚀、疲劳效应、温度效应和地震效应等不利因素的相互作用[2]，也会导致桥梁结构自身材料性能退化，尤其是在交通压力较大的地段，车辆行驶速度高和超载等情况的发生，极有可能会导致灾难性事故的发生。如：2012年 9 月 22 日，发生在韩国京畿道的临津江跨江大桥的严重垮塌事故，造成了 2 人死亡，12 个人受到伤害，见图 1-1；2007 年广东九江大桥因当年桥面合龙时有误差，被强迫合龙，稍有点扭曲，桥梁合龙大误差可成为桥梁 扭曲 事故的隐患，最后被通过的船只撞塌，见图 1-2。

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵瑜;薛白;张建伟;;基于ARMA模型的桥梁结构模态参数辨识研究[J];华北水利水电大学学报(自然科学版);2015年02期

2 魏志新;梁艳梅;;横隔板间距对波形钢腹板桥抗扭性能的动、静力影响分析[J];华北水利水电大学学报(自然科学版);2015年02期

3 李世龙;马立元;田海雷;李永军;;基于不完备实测模态数据的结构损伤识别方法研究[J];振动与冲击;2015年03期

4 安永辉;欧进萍;;框架结构损伤定位的比例柔度矩阵分解法试验研究[J];振动工程学报;2014年06期

5 宗周红;褚福鹏;牛杰;;基于响应面模型修正的桥梁结构损伤识别方法[J];土木工程学报;2013年02期

6 张晋;彭华;游春华;;基于叠加曲率模态改变率的梁结构损伤诊断[J];工程力学;2012年11期

7 王天辉;马立元;贾继文;李世龙;;基于灰并联模态柔度曲率差的梁结构损伤识别[J];中国机械工程;2012年07期

8 张军;刘建勋;徐进;李伟;穆荣;;结构损伤诊断的模态柔度差曲率法[J];工程力学;2011年12期

9 陈淮;李静斌;殷学纲;;一种新的结构损伤识别试验方法研究[J];实验力学;2011年01期

10 陈淮;何伟;王博;李静斌;;基于频率和振型摄动的结构损伤识别方法研究[J];工程力学;2010年12期

本文编号：2731077