基于曲率模态与频率摄动结构损伤识别技术研究

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:liuzixing0210
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随着大跨度桥梁大幅增加和桥梁结构的复杂多样化,结构损伤识别成为现阶段研究热点,当前专家学者致力于探索一种高效准确的桥梁损伤识别方法。本文研究了基于曲率模态与频率摄动的结构损伤识别,主要内容包括:(1)简述了结构损伤识别研究的背景与意义,以及目前国内外损伤识别技术研究现状、发展趋势及研究成果。(2)结合曲率模态对结构局部损伤敏感与频率测试精度高的优点,提出了基于曲率模态与频率摄动结构损伤识别技术。根据曲率模态和矩阵摄动基本理论,建立基于曲率模态与频率摄动损伤识别方程,并分析了方程的求解。(3)基于ANSYS建立了某简支梁结构有限元模型,根据损伤前后位移模态,利用差分法计算结构损伤前后曲率模态。以相对曲率差作为损伤指标进行损伤定位识别,对结构在单损伤和多损伤工况下不同程度时的损伤进行数值模拟,依据相对曲率差曲线图进行损伤定位,并定性判断损伤程度。(4)基于曲率模态摄动理论,建立初步损伤识别方程,获得损伤识别结果及相对误差,进行损伤定量分析,大致确定损伤程度。(5)利用频率测试精度高的特点,基于频率摄动识别损伤程度,根据结构损伤前后固有频率变化识别损伤,验证结构的损伤位置与损伤程度。研究表明,基于曲率模态与频率摄动损伤识别技术精度较高,适用于梁式结构损伤识别研究,对桥梁结构的损伤识别具有工程价值。
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