基于模態(tài)參數(shù)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究.pdf

1、梁和板是房建、橋梁等建筑結(jié)構(gòu)中常見的結(jié)構(gòu)物。當(dāng)其遭受地震、火災(zāi)和疲勞荷載作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生損傷，并會(huì)逐漸影響結(jié)構(gòu)的安全性，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)災(zāi)難性的事故，給社會(huì)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對梁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別已成為一項(xiàng)重要的課題。
　　結(jié)構(gòu)損傷會(huì)引起結(jié)構(gòu)物理參數(shù)（剛度、質(zhì)量和阻尼）的改變。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)（頻率、振型）是物理參數(shù)的函數(shù)，故損傷一定也會(huì)引起結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的變化。利用結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)變化的損傷識(shí)別問題，可歸結(jié)為基于模態(tài)參數(shù)組合的優(yōu)化問

2、題。本文考慮到結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)與損傷識(shí)別的必然關(guān)系，將損傷前后的模態(tài)參數(shù)用數(shù)學(xué)表達(dá)式重新組合，構(gòu)造出結(jié)構(gòu)的損傷標(biāo)示量，分別對梁板結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別問題進(jìn)行研究。
　　本文以梁為研究對象，利用梁結(jié)構(gòu)損傷前后的柔度陣變化，構(gòu)造出基于損傷前后柔度陣部分對角線元素的變化率的損傷標(biāo)示量;再借助有限元軟件建立了帶損傷的連續(xù)梁模型，經(jīng)過有限元軟件處理后得到結(jié)構(gòu)剛度矩陣;再通過編程處理，畫出不同工況損傷下梁的標(biāo)示量圖，從而定位梁的損傷位置。
　　本

3、文以板為研究對象，基于結(jié)構(gòu)損傷前后的振型、頻率變化的特點(diǎn)，構(gòu)造出以振型和頻率組合的損傷標(biāo)示量;利用有限元軟件建立了帶損傷的簡支板模型，經(jīng)過有限元軟件處理后得到結(jié)構(gòu)振動(dòng)的振型和頻率;再通過編程處理，得到不同損傷工況下板的標(biāo)示量圖，從而推斷板的損傷位置。
　　本文的研究成果表明:梁的損傷識(shí)別方法無論是對單處損傷梁、多處損傷梁和同一位置不同損傷程度梁的損傷位置都能夠精確識(shí)別;三類簡支薄板的損傷模型的算例結(jié)果也說明本文方法無論是對單損傷板