温度影响下混凝土简支梁有限元模型修正损伤识别方法研究
[Abstract]:With the rapid development of our national economy, the bridge engineering field has made great progress. The bridge plays an important role in the transportation system. It is of great significance to ensure the safe use of the bridge structure for the development of the national economy and the safety of people's life and property. However, in the course of service, bridge is inevitably affected by long-term load and environmental factors, resulting in structural damage and even collapse. A large number of research results show that environmental factors, especially temperature, will cause significant changes in the dynamic characteristics of bridge structures, and may mask the influence of structural damage on the dynamic characteristics of bridges. Therefore, the influence of temperature on modal parameters of bridges is studied. And under the influence of temperature, it is of great practical significance to propose an effective damage identification method. In this paper, based on the long-term monitoring of a reinforced concrete simply supported beam, the distribution characteristics of the temperature field of the simply supported concrete beam are studied, the influence mechanism of temperature on modal parameters is analyzed theoretically, and the benchmark model is constructed by the finite element analysis method. The damage identification based on finite element model modification is realized under the influence of ambient temperature. The main contents of this paper are as follows: 1. Through the long-term monitoring of a simply supported concrete beam outside the room, the variation rule and influence mechanism of the ambient temperature on the modal parameters of the simply supported beam are studied, and the measured temperature data are analyzed. The negative correlation between modal frequency change and ambient temperature field distribution of simply supported beam is expounded, and the change of modal frequency is mainly caused by changing the elastic modulus of concrete. 2. The finite element analysis software ANSYS is used to construct the simple supported beam model. By simulating the actual temperature field, the influence of non-uniform temperature distribution on modal frequency is studied theoretically, and the reference model under known temperature field is constructed. Thirdly, the flexibility matrix, which is very sensitive to damage, is adopted, and the concept of flexibility residual is put forward, and the flexibility residual is regarded as the objective function. Based on the measured modal data and modal information calculated by the finite element model, based on the model correction method based on the combination of sensitivity and Tikhonov regularization method, the flexibility residual value of each node is close to 0 by modifying the elastic modulus value of concrete. The finite element model is consistent with the actual structure. 4. Finally, the damage location and quantitative identification are carried out by using the flexibility difference curvature to simulate the damage of the finite element model of simply supported concrete beams in different positions and different degrees of damage. The numerical simulation results show that the proposed method can effectively identify the damage location of the structure and realize the damage identification.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U446
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,本文编号:2470232
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