车载激励作用下桥梁损伤识别方法的研究
发布时间：2021-01-08 19:30
桥梁在运营过程中长期的受到车辆荷载、风荷载、温度应力以及环境自然灾害等因素的作用下,以及日益增长的交通量和桥梁服役期的延长,会导致构件发生老化,桥梁结构会不可避免的出现性能退化产生损伤。桥梁是交通运输工程中的关键枢纽,长期在损伤状态下进行运营会增大事故发生的可能性,故对桥梁进行健康监测及损伤识别工作对于保证结构正常运营、规避安全事故的发生而言具有重要意义。扩展卡尔曼滤波（EKF）是一种适用于非线性系统的递推更新算法,且适用于时变系统;而车桥耦合系统由于车辆在桥上移动会导致质量分布的改变,从其特性而言是一个随时间变化的系统。EKF算法能够与车桥耦合系统相结合并应用在结构损伤识别工作中。本文综合了车桥耦合系统与EKF算法两者各自的特点,对EKF算法在桥梁结构的损伤识别中的应用进行了研究,重点分析了不同路面不平顺等级对识别算法的影响,并通过损伤识别数值算例验证了算法的有效性。具体研究工作包括:（1）建立了光滑路面下的车桥耦合振动模型,用结构模态坐标构建EKF的状态向量,并将结构损伤参数引入其中。用簧上质量模型和半车模型模拟车辆,将桥梁在车辆过桥时产生的响应作为测量信号,对桥梁结构进行了损伤识...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
簧上质量模型
图 2.2 半车模型上质量模型简支梁桥模型：梁长为L，抗弯刚度为 EI ( x )、桥梁单位长度质；1m 为车轮质量、2m 为簧上质量、弹簧的刚度为1k 、其阻尼度为v。设在位置 x 处梁的挠度为 u ( x, t )，簧上质量2m 的位移平顺为 r ( x )且有：车轮与桥面不脱离始终保持接触，车辆位移度是相同的，两者在接触处有相同的位移协调条件。上质量的方程上质量 的受力平衡，可以得到簧上质量 的动力学平衡方 2 1 1( , )( ) ( ) ( ) ( ) ( , ) ( ) 0du x tm Z t c Z t r x k Z t u x t r xdt 在运动方程中涉及桥梁位移时间导数的计算，即有：du ( x, t ) u ( x, t ) u ( x, t)vdt t x
第 2 章 基本理论力向量F 为： 1 1 1 22 1 1 2n1 1 2c r kr m m gc r kr m m gc r kr m m gcr kr F i 是第i阶的模态阻尼比，i 是第 阶固有频率， ( )n n vt，型在t时刻 x vt位置的函数值，且nm n m 。车模型的动力学分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模态振型和平稳小波变换的悬臂梁微小缺陷识别研究[J]. 郭金泉,欧芬兰,许艺青,钟舜聪,杨晓翔. 应用力学学报. 2016(06)
[2]连续梁结构损伤识别的小波神经网络方法研究[J]. 管德清,廖俊文. 中外公路. 2016(01)
[3]基于模态柔度矩阵的结构损伤识别[J]. 邱飞力,张立民,张卫华. 噪声与振动控制. 2015(04)
[4]基于静动力凝聚及扩展卡尔曼滤波的连续梁桥损伤识别[J]. 何浩祥,吕永伟,韩恩圳. 工程力学. 2015(07)
[5]输入未知条件下基于自适应广义卡尔曼滤波的结构损伤识别[J]. 穆腾飞,周丽. 振动工程学报. 2014(06)
[6]基于功率谱灵敏度分析的结构损伤识别方法[J]. 郑泽栋,陈伟欢,吕中荣,刘济科. 振动与冲击. 2014(16)
[7]基于模态振型的钢桁架主梁损伤识别研究[J]. 孙永明,张雪峰. 低温建筑技术. 2014(04)
[8]基于时变ARMA模型与支持向量机的结构损伤识别[J]. 张效忠,姚文娟,田芳. 应用基础与工程科学学报. 2013(06)
[9]基于局部主频率的子结构损伤识别研究与试验[J]. 侯吉林,欧进萍,Lukasz JANKOWSKI. 工程力学. 2012(09)
[10]基于频率和BP神经网络的井架钢结构损伤识别[J]. 韩东颖,时培明. 中国安全科学学报. 2012(08)
博士论文
[1]结构损伤识别的数值方法研究[D]. 王翔.清华大学 2000
硕士论文
[1]基于车桥耦合振动信号的桥梁结构损伤识别研究[D]. 黄杰忠.南昌大学 2016
[2]车致振动作用下的桥梁时频域损伤识别研究[D]. 张俊英.西南交通大学 2012
[3]移动荷载作用下桥梁结构的损伤识别[D]. 徐洪雷.河北大学 2011
[4]基于灵敏度方法的简支梁桥损伤识别[D]. 谭国金.吉林大学 2006
本文编号：2965169
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
簧上质量模型
图 2.2 半车模型上质量模型简支梁桥模型：梁长为L，抗弯刚度为 EI ( x )、桥梁单位长度质；1m 为车轮质量、2m 为簧上质量、弹簧的刚度为1k 、其阻尼度为v。设在位置 x 处梁的挠度为 u ( x, t )，簧上质量2m 的位移平顺为 r ( x )且有：车轮与桥面不脱离始终保持接触，车辆位移度是相同的，两者在接触处有相同的位移协调条件。上质量的方程上质量 的受力平衡，可以得到簧上质量 的动力学平衡方 2 1 1( , )( ) ( ) ( ) ( ) ( , ) ( ) 0du x tm Z t c Z t r x k Z t u x t r xdt 在运动方程中涉及桥梁位移时间导数的计算，即有：du ( x, t ) u ( x, t ) u ( x, t)vdt t x
第 2 章 基本理论力向量F 为： 1 1 1 22 1 1 2n1 1 2c r kr m m gc r kr m m gc r kr m m gcr kr F i 是第i阶的模态阻尼比，i 是第 阶固有频率， ( )n n vt，型在t时刻 x vt位置的函数值，且nm n m 。车模型的动力学分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模态振型和平稳小波变换的悬臂梁微小缺陷识别研究[J]. 郭金泉,欧芬兰,许艺青,钟舜聪,杨晓翔. 应用力学学报. 2016(06)
[2]连续梁结构损伤识别的小波神经网络方法研究[J]. 管德清,廖俊文. 中外公路. 2016(01)
[3]基于模态柔度矩阵的结构损伤识别[J]. 邱飞力,张立民,张卫华. 噪声与振动控制. 2015(04)
[4]基于静动力凝聚及扩展卡尔曼滤波的连续梁桥损伤识别[J]. 何浩祥,吕永伟,韩恩圳. 工程力学. 2015(07)
[5]输入未知条件下基于自适应广义卡尔曼滤波的结构损伤识别[J]. 穆腾飞,周丽. 振动工程学报. 2014(06)
[6]基于功率谱灵敏度分析的结构损伤识别方法[J]. 郑泽栋,陈伟欢,吕中荣,刘济科. 振动与冲击. 2014(16)
[7]基于模态振型的钢桁架主梁损伤识别研究[J]. 孙永明,张雪峰. 低温建筑技术. 2014(04)
[8]基于时变ARMA模型与支持向量机的结构损伤识别[J]. 张效忠,姚文娟,田芳. 应用基础与工程科学学报. 2013(06)
[9]基于局部主频率的子结构损伤识别研究与试验[J]. 侯吉林,欧进萍,Lukasz JANKOWSKI. 工程力学. 2012(09)
[10]基于频率和BP神经网络的井架钢结构损伤识别[J]. 韩东颖,时培明. 中国安全科学学报. 2012(08)
博士论文
[1]结构损伤识别的数值方法研究[D]. 王翔.清华大学 2000
硕士论文
[1]基于车桥耦合振动信号的桥梁结构损伤识别研究[D]. 黄杰忠.南昌大学 2016
[2]车致振动作用下的桥梁时频域损伤识别研究[D]. 张俊英.西南交通大学 2012
[3]移动荷载作用下桥梁结构的损伤识别[D]. 徐洪雷.河北大学 2011
[4]基于灵敏度方法的简支梁桥损伤识别[D]. 谭国金.吉林大学 2006
本文编号：2965169
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