基于曲率模態(tài)技術(shù)的木梁損傷識(shí)別研究.pdf

1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于曲率模態(tài)技術(shù)的木梁損傷識(shí)別研究專業(yè)：建筑與土木工程碩士生：朱俊龍指導(dǎo)老師：謝啟芳副教授摘要當(dāng)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(qiáng)古木建筑的保護(hù)已刻不容緩。對(duì)古木建筑進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)和損傷檢測(cè)是保護(hù)古木建筑的有效手段，因此有必要研發(fā)一套精準(zhǔn)的木材檢測(cè)分析儀器及完善的損傷檢測(cè)理論。本文采用曲率模態(tài)法進(jìn)行木梁損傷檢測(cè)研究，并總結(jié)分析了國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究現(xiàn)狀。通過(guò)ABAQUS有限元分析軟件建立

2、模型，并進(jìn)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(shí)含兩處損傷、同一損傷程度不同損傷位置時(shí)的振型模態(tài)和曲率模態(tài)。通過(guò)分析得出：振型模態(tài)對(duì)損傷并不敏感，不能單獨(dú)用來(lái)進(jìn)行損傷判定；曲率模態(tài)對(duì)損傷非常敏感，可通過(guò)曲率模態(tài)圖的突變準(zhǔn)確地判定損傷位置，并且可以根據(jù)突變程度來(lái)判定損傷程度，用曲率模態(tài)進(jìn)行損傷檢測(cè)是可行有效的。定義曲率突變系數(shù)，將模態(tài)試驗(yàn)與有限元模態(tài)分析相結(jié)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(duì)應(yīng)的曲率突變系數(shù)進(jìn)行公式擬合，進(jìn)行損傷程度判定。此法可用性強(qiáng)，判定結(jié)果準(zhǔn)確，但該方法有一定局限性，檢測(cè)數(shù)量大時(shí)不適用。依據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中梁自由振動(dòng)的相關(guān)理論，結(jié)合自定義的曲率突變系數(shù)，推導(dǎo)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(qiáng)，但由于假定較多，與實(shí)際條件下的損傷梁檢測(cè)存在差距，需要進(jìn)一步的研究。本文最后通過(guò)小型模態(tài)試驗(yàn)獲取頻率、振型等數(shù)據(jù)，中心差分后轉(zhuǎn)化為曲率進(jìn)行分析，驗(yàn)證有限元模擬所得結(jié)論、數(shù)值擬