基于頻響函數(shù)的輸電線塔結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究.pdf

1、作為生命線工程的輸電線塔體系對(duì)國(guó)計(jì)民生有重大的影響，保證其健康、安全的服役狀態(tài)有重大意義。輸電線塔結(jié)構(gòu)在服役期間會(huì)出現(xiàn)損傷，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能下降，輸電線塔的傾覆倒塌事故時(shí)有發(fā)生，其安全性己經(jīng)引起人們的高度重視。如何識(shí)別輸電線塔結(jié)構(gòu)的損傷，對(duì)其健康狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷，己成為當(dāng)今專家學(xué)者研究的一個(gè)重要課題。目前，基于結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。但是由于荷載的隨機(jī)性、結(jié)構(gòu)測(cè)量數(shù)據(jù)的不完備，識(shí)別方法往往對(duì)損傷不敏感，不準(zhǔn)確

2、。因此，得到可以應(yīng)用于工程實(shí)際并且保證高精度的損傷識(shí)別結(jié)果的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)和自由度縮聚技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述，對(duì)基于振動(dòng)的損傷識(shí)別方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并著重闡述了頻響函數(shù)的概念、矩陣形式及其各種形式曲線的物理意義和自由度縮聚理論。并以平面四層鋼架為例，通過Guyan縮聚法程序?qū)⒍嘧杂啥冉Y(jié)構(gòu)的自由度進(jìn)行縮減，在保證低階固有頻率和振型一致的前提下，得到損傷前后結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)的變化規(guī)律，

3、并引入單元?jiǎng)偠葥p傷參數(shù)，得到縮聚后結(jié)構(gòu)實(shí)際剛度矩陣和含參數(shù)剛度矩陣，取兩個(gè)矩陣中相同位置的元素進(jìn)行聯(lián)立，即可通過最小二乘法求得損傷參數(shù)的解。即將結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別問題轉(zhuǎn)化為非線性最小二乘問題，損傷參數(shù)的位置和大小即體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)損傷單元的的位置及其損傷程度。
　　本文進(jìn)行了單一單元損傷和多單元損傷的數(shù)值識(shí)別研究，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)對(duì)比。最后還對(duì)風(fēng)荷載作用下大型輸電線塔結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別進(jìn)行了數(shù)值模擬。單元損傷識(shí)別結(jié)果表明，結(jié)合頻響函數(shù)和自由度