基于振動的板架結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù)研究.pdf

1、隨著諸如隧道，涵洞等土木結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，其長期運(yùn)行過程中的安全性問題被越來越重視，損傷檢測技術(shù)也由此得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。諸如隧道，涵洞等很多的結(jié)構(gòu)具有板架特征，因此討論板架結(jié)構(gòu)的損傷識別將為隧道，涵洞等土木結(jié)構(gòu)的損傷識別提供理論基礎(chǔ)和參考價(jià)值。基于振動的損傷識別方法是一種應(yīng)用非常廣泛的全局損傷識別方法，而基于損傷因子的損傷識別方法是一種簡單易行，并且有較高識別效果的一種基于振動的損傷識別方法。同時為了盡可能減少傳感器的數(shù)量，提高測試的

2、精度和可靠性，對傳感器最優(yōu)化布局的研究具有理論和現(xiàn)實(shí)的意義。 本論文以板架結(jié)構(gòu)為研究對象，對其進(jìn)行基于損傷因子的損傷識別的理論研究和實(shí)驗(yàn)仿真研究，并著重對傳感器優(yōu)化布局作了詳細(xì)的研究。本文建立了板架結(jié)構(gòu)的有限元模型，并計(jì)算了自由邊界條件下系統(tǒng)的模態(tài)特性，利用計(jì)算得到的模態(tài)參數(shù)通過遺傳算法(GA)來優(yōu)化布置損傷識別過程中的傳感器布局。與有效獨(dú)立算法(EFI)比較，遺傳算法有較好的優(yōu)化效果。研究損傷因子法識別結(jié)構(gòu)損傷的原理，并將該結(jié)

3、構(gòu)中的損傷用損傷因子法進(jìn)行了研究。結(jié)果表明僅用一階模態(tài)參數(shù)進(jìn)行損傷識別計(jì)算可識別到22％剛度下降的損傷，運(yùn)用的模態(tài)階次越高，識別效果越好。 本文制作了板架結(jié)構(gòu)。通過錘擊法測試出該結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率和模態(tài)振型，并以此為基礎(chǔ)修正了其ANSYS有限元模型。布置了兩種不同的傳感器布置方案，結(jié)果表明優(yōu)化方案的效果要優(yōu)于非優(yōu)化的方案。測得了在有損傷情況下該結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，采用損傷因子法計(jì)算了有損模型的損傷因子分布。結(jié)果表