基于多模态参数融合的钢筋混凝土梁损伤识别研究

发布时间：2023-03-11 00:46

　　桥梁结构在建成投入运营期间,随着使用年限的推移,不可避免的会产生各种损伤。桥梁结构损伤的存在为道路交通正常运营埋下了重要的安全隐患。桥梁结构的损伤识别问题一直是国内外众多科研工作者需要研究和解决的一个热点问题。通过监测桥梁结构模态特性参数的变化,可以及时发现损伤。本文主要基于工程振动理论和试验模态分析理论,通过数值模拟和实验研究相结合的方法,以公路桥梁中最主要的结构形式——梁式结构为研究对象,开展可贴近工程实际检测需求的钢筋混凝土桥梁结构损伤识别原理和损伤识别方法研究。本文的主要研究工作和研究成果如下:1.研究了基于应变响应直接获取应变模态的结构损伤识别方法。该方法通过对应变响应原始数据信息的分析,由应变响应幅值及相位信息直接确定结构的应变模态,具有模态实验过程简单和计算工作量较小的优点。(1)文中通过完好简支钢梁位移模态和应变模态参数识别的实验结果对比表明,频率、振型、阻尼等模态参数可以直接由应变响应信息来获取,该方法可用于结构应变模态参数的识别。(2)通过双重预置损伤简支钢梁的应变模态实验损伤识别结果表明:结构固有模态频率对损伤不敏感;应变模态振型在简支钢梁实验试件的非振型节点损伤...

【文章页数】：112 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状综述
        1.2.1 固有频率损伤识别
        1.2.2 模态振型损伤识别
        1.2.3 频响函数损伤识别
        1.2.4 模态应变能损伤识别
        1.2.5 应变模态和曲率模态损伤识别
        1.2.6 基于小波分析的损伤识别
        1.2.7 基于神经网络的损伤识别
        1.2.8 环境激励下的结构损伤识别
        1.2.9 其它损伤识别
    1.3 钢筋混凝土桥梁结构损伤识别中尚待研究和需要解决的问题
    1.4 本文主要研究工作
    1.5 论文创新点
第二章 模态参数识别基本理论
    2.1 单自由度频响函数
    2.2 多自由度频响函数
    2.3 频响函数与模态参数的关系
    2.4 模态参数的识别
    2.5 应变模态参数识别理论
    2.6 基于频域分解的模态参数识别理论
第三章 钢梁损伤识别
    3.1 基于应变响应的模态参数识别
    3.2 简支钢梁损伤识别
        3.2.1 实验梁结构
        3.2.2 实验方案设计
        3.2.3 实验数据采集系统及参数配置
        3.2.4 实验过程
        3.2.5 模态参数识别及损伤识别
    3.3 小结
第四章 钢筋混凝土梁损伤识别数值模拟
    4.1 有限元数值计算方法
    4.2 ANSYS有限元数值分析软件在钢筋混凝土中的应用
    4.3 钢筋混凝土梁有限元模型
    4.4 钢筋混凝土梁有限元模型模态分析及损伤识别
        4.4.1 钢筋混凝土梁有限元模型固有频率
        4.4.2 钢筋混凝土梁有限元模型位移模态
    4.5 应变模态和曲率模态数值计算理论
    4.6 钢筋混凝土梁有限元模型损伤识别
    4.7 小结
第五章 预损伤钢筋混凝土梁损伤识别
    5.1 预损伤钢筋混凝土梁损伤设计
    5.2 预损伤钢筋混凝土梁位移模态及损伤识别
        5.2.1 实验方案设计
        5.2.2 位移模态参数识别
        5.2.3 损伤识别
    5.3 基于频域分解和应变模态相结合的预损伤钢筋混凝土梁损伤识别
        5.3.1 理论
        5.3.2 应变模态参数及损伤识别
        5.3.3 损伤程度判定
    5.4 小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 大型桥梁工程结构损伤识别展望
致谢
参考文献
附录 A(攻读学位期发表论文目录)



本文编号：3758874