基于振动模态分析和Hadoop平台的桥梁损伤识别研究

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桥梁结构在公路基础建设中应用广泛,如果桥梁结构发生损伤不能及时识别而造成事故,将会造成巨大的财产损失和不好的社会影响。因此,对于桥梁结构损伤识别方法的研究具有重要的指导意义。本文在研究国内外桥梁损伤识别方法的基础上,利用有限元分析软件ANSYS建立了简支钢桁架桥模型,对该模型进行了静力分析和模态分析,对基于振动模态的桥梁损伤识别方法进行了分析,在此研究基础上,将有限元分析软件ANSYS与大数据的开源实现Hadoop平台结合起来,提出了一种基于Hadoop的桥梁损伤识别研究方法。本文首先简述了桥梁损伤识别的研究背景和意义,总结了国内外桥梁损伤识别方法的研究现状以及目前存在的问题,并对这几种方法的原理及特点进行了简要阐述;然后利用有限元分析软件ANSYS建立了简支钢桁架桥模型,结合模态分析理论,对桥梁结构损伤识别方法中的固有频率、振型、柔度差、柔度差曲率等指标的进行了研究分析;最后,提出了一种基于Hadoop平台的桥梁结构损伤识别方法,通过引入桥梁结构损伤特征指数,把有限元分析软件ANSYS中提取的初始状态下的总质量矩阵和总刚度矩阵以及各种损伤状态下的总质量矩阵和总刚度矩阵作为原始数据存入到Hadoop平台中的HDFS分布式文件系统中,然后经过MapReduce并行处理后输出结果,结果表明该方法对桥梁结构损伤单元位置能够精确识别,并能初步判定损伤程度,同时,利用该方法对连续梁桥进行分析验证了该方法的有效性。
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