损伤识别作为结构健康监测的重要组成部分,一直是各国学者们的研究热点。针对大型复杂土木工程结构的损伤识别方法也在逐步发展。其中,存在流固耦合效应的结构由于其振动机理比较复杂,检测环境不稳定,通常来说对这一类结构的损伤识别方法都要考虑固液耦合振动的影响,因此存在一定的难度。流体-结构相互作用(FSI)是指一些可移动或可变形的结构与其内部的或者其周边的流体域流动的相互作用,相互耦合的现象。结构工程师们关注的流固耦合振动多发生在水坝,桥梁,储罐,船舶等结构中。这些结构振动机理复杂,损伤情况多样,对存在FSI的结构进行健康监测一直是结构工程师们研究的热点。其中,基于振动的损伤识别方法通过选取合理的结构物理参数来表征结构的损伤状态是目前最常用的方法。本文针对存在流固耦合振动的结构,采用和发展了附加质量的损伤识别方法对这一类结构进行损伤识别,主要研究内容为:(1)首先介绍固液耦合效应的结构的振动机理,采用流体有限元结合结构有限元的方法推导出浸水结构的振动方程,其中流体对结构的作用可以用“附加质量”来等效。然后建立浸水悬臂梁的数值模拟模型,推导并计算出该浸水悬臂梁的附加质量矩阵,计算浸水悬臂梁的频率。最后用基于灵敏度的方法对数值仿真模型进行损伤识别,结果表明附加质量能够很好地考虑浸水对结构的影响,在不同浸水高度损伤识别结果都很准确,表明该损伤识别方法具有较高的适用性和可靠性。(2)利用一浸水梁试验模型,采用对各个子结构分别附加质量的方法对其进行损伤识别。首先测试其自振频率,然后将其与数值模拟结果进行比较,保证浸水悬臂梁有限元模型与试验模型动力特性吻合。然后在其浸水0.2m-0.8m的四种工况下分别对其进行损伤识别。试验结果表明不论其浸水高度是低液位还是高液位,采用附加真实质量能够准确地识别浸水悬臂梁的损伤位置。同时试验结果和损伤识别结果表明:本文提出的浸水梁的附加质量损伤识别方法在数值模拟和试验中都是有效的。(3)进一步发展了附加质量损伤识别方法,采用附加虚拟质量的方法对储液储罐结构进行损伤识别。首先利用ANSYS软件,利用其内部的FSI,建立储罐和内部液体都建立有限元模型,通过采用流体单元模拟内部不同高度的水研究其自振频率变化,然后采用一储罐结构试验模型,按照与数值模拟相同的工况,比较试验模型与ANSYS有限元模型的频率结果,保证储罐的数值模拟模型与试验模型的动力特性相吻合。然后通过附加虚拟质量方法对试验模型进行损伤识别。试验结果表明,该方法在各个液位高度下均具有良好的可行性,并可以准确的定位损伤位置,同时结合ANSYS有限元模型,能够识别出损伤的程度。