基于有限测量响应信息的空间钢结构的损伤诊断

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改革开放以来,我国空间结构的应用就越来越多,其安全维系着成千上万人的生命安全,有重大的社会影响。其中网架结构在复杂的服役环境中受到各种因素的影响而会面临结构损伤积累的问题。国内外网架结构坍塌破坏的例子时有发生。结构损伤诊断就是对结构进行检测和评估,根据检测结果进行分析判定结构是台产生损伤,进而判别结构目前的状况、使用功能和结构损伤的变化趋势,以便于检修和预测结构的使用寿命。损伤识别技术是其中最为关键性的环节,对结构损伤识别技术进行研究具有重要的理论价值和现实意义。本论文结合国内外在结构损伤识别领域的研究现状,针对空间钢结构的损伤如何识别的问题进行了研究,主要工作包括以下几方面:建立网架结构理论模型,根据所建立的等效有限元模型,以与节点相连的其中一杆件单元损伤来模拟节点损伤,提取各节点在结构损伤前后加速度响应信息进行分析。对比结构损伤前后各节点的加速度功率谱密度的变化值,建立对应杆件损伤响应灵敏度矩阵模拟节点损伤需模拟与其相连的所有杆件单元损伤来进行分析,根据对称性可模拟与其相连的一根弦杆和一根斜腹杆,再综合各自对应的结构灵敏度矩阵,判定节点损伤的影响范围,进而合理的划分结构子区域并确定传感器数量,合理对称布置有限个传感器。根据建立的结构损伤识别理论,模拟任意一节点损伤,对各传感器测得的对应节点在点损伤前后加速度功率密度变化进行分析,进而判断结构可能产生损伤的区域。
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