基于曲率模態(tài)技術的木梁損傷識別研究.pdf

1、西安建筑科技大學碩士學位論文基于曲率模態(tài)技術的木梁損傷識別研究專業(yè)：建筑與土木工程碩士生：朱俊龍指導老師：謝啟芳副教授摘要當前的古木建筑由于人為、自然等因素的作用已經(jīng)瀕臨毀壞，加強古木建筑的保護已刻不容緩。對古木建筑進行健康監(jiān)測和損傷檢測是保護古木建筑的有效手段，因此有必要研發(fā)一套精準的木材檢測分析儀器及完善的損傷檢測理論。本文采用曲率模態(tài)法進行木梁損傷檢測研究，并總結分析了國內(nèi)外結構損傷識別研究現(xiàn)狀。通過ABAQUS有限元分析軟件建立

2、模型，并進行模態(tài)分析，獲取了不含損傷、含單處損傷但損傷程度不同、同時含兩處損傷、同一損傷程度不同損傷位置時的振型模態(tài)和曲率模態(tài)。通過分析得出：振型模態(tài)對損傷并不敏感，不能單獨用來進行損傷判定；曲率模態(tài)對損傷非常敏感，可通過曲率模態(tài)圖的突變準確地判定損傷位置，并且可以根據(jù)突變程度來判定損傷程度，用曲率模態(tài)進行損傷檢測是可行有效的。定義曲率突變系數(shù)，將模態(tài)試驗與有限元模態(tài)分析相結合，提出了一種基于曲率模態(tài)的數(shù)值擬合損傷程度判定方法，該方法是

3、將不同的損傷程度與其對應的曲率突變系數(shù)進行公式擬合，進行損傷程度判定。此法可用性強，判定結果準確，但該方法有一定局限性，檢測數(shù)量大時不適用。依據(jù)結構動力學中梁自由振動的相關理論，結合自定義的曲率突變系數(shù)，推導出了不同支撐條件下的損傷程度判定理論公式。該公式通用性強，但由于假定較多，與實際條件下的損傷梁檢測存在差距，需要進一步的研究。本文最后通過小型模態(tài)試驗獲取頻率、振型等數(shù)據(jù)，中心差分后轉化為曲率進行分析，驗證有限元模擬所得結論、數(shù)值擬