基于殘余能量靈敏度分析的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究.pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過程中受各種因素影響,不可避免地會(huì)遭受不同程度的損傷。結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別作為健康監(jiān)測(cè)的核心內(nèi)容之一,是近年來的研究熱點(diǎn)。工程結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特征靈敏度分析對(duì)工程結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、控制理論和動(dòng)力修改等方面的研究有著十分重要的意義。近年來,由基本模態(tài)參數(shù)衍生出來的基于能量的指標(biāo)如應(yīng)變能、殘余能量等對(duì)損傷的敏感性得到了廣泛關(guān)注,其靈敏度分析也成為一個(gè)重要內(nèi)容。本文對(duì)殘余能量和單元?dú)堄嗄芰窟M(jìn)行了靈敏度分析,并將其用于

2、結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別,得到了一些有益的結(jié)論。主要工作和研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1.回顧了損傷識(shí)別的發(fā)展,綜述了結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性靈敏度分析和損傷識(shí)別的研究現(xiàn)狀,指出了當(dāng)前損傷識(shí)別研究存在的不足。
　　 2.提出了基于殘余能量靈敏度的損傷識(shí)別方法,建立了相應(yīng)的損傷識(shí)別方程組,通過求解損傷方程組,能同時(shí)識(shí)別損傷位置和損傷程度的。仿真算例分析結(jié)果表明了該方法的有效性。
　　 3.定義單元?dú)堄嗄芰?推導(dǎo)了無阻尼線性系統(tǒng)單元?dú)堄嗄芰康囊浑A

3、靈敏度和二階靈敏度解析表達(dá)式,分析了單元?dú)堄嗄芰繉?duì)損傷參數(shù)的靈敏度,進(jìn)一步建立了基于單元?dú)堄嗄芰快`敏度分析的結(jié)構(gòu)損傷方程組。為解決方程組的病態(tài)問題,引入了增廣方程組法,該方法只需第一階模態(tài)參數(shù)便能同時(shí)識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷位置和損傷程度。
　　 4.為研究基于單元?dú)堄嗄芰快`敏度分析的損傷識(shí)別方法對(duì)不同結(jié)構(gòu)的適用性,采用一簡(jiǎn)支梁和一平面桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明,該方法能很好識(shí)別損傷位置和損傷程度。
　　 5.引入蒙特卡羅方法