基于移動最小二乘法的桿系結(jié)構(gòu)損傷識別研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)的老化和局部損傷是一個結(jié)構(gòu)正常服役期內(nèi)中不可避免的問題，有效的定位識別結(jié)構(gòu)損傷就能盡可能的避免因結(jié)構(gòu)整體的突然破壞與倒塌造成的重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，故結(jié)構(gòu)損傷識別在土木工程領(lǐng)域尤為重要。
　　在結(jié)構(gòu)損傷識別的諸多方法中，通過結(jié)構(gòu)的振動特性曲率進行損傷識別的方法具有數(shù)據(jù)采集方便，局部損傷識別能力好的優(yōu)勢。但傳統(tǒng)上該方法通過二階中心差分法獲得曲率數(shù)據(jù)，會導致邊緣節(jié)點數(shù)據(jù)丟失和抗噪能力差的缺陷。本文提出了基于移動最小二乘擬合法和振

2、動特性曲率的損傷識別方法。該方法利用移動最小二乘法擬合出振動特性的節(jié)點數(shù)據(jù)方程，再求出振動特性曲率。故該方法既保留了利用振動特性識別結(jié)構(gòu)損傷的優(yōu)勢，又克服傳統(tǒng)的二階中心差分法求曲率的缺陷。本文對一典型桁架結(jié)構(gòu)和一正放四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行損傷識別，獲得以下結(jié)論：
　　1.移動最小二乘法獲得的振動特性曲率比常用的二階中心差法獲得的振動特性曲率具有更強的抗噪性，且不丟失邊緣節(jié)點數(shù)據(jù)。
　　2.利用移動最小二乘曲線擬合獲得的振動特性曲

3、率對桁架結(jié)構(gòu)的各個位置的單損傷都能進行有效的定位識別，其中模態(tài)曲率差法和柔度曲率差法采用一階模態(tài)振型進行計算可以獲得最佳識別效果；但對于多損傷識別，模態(tài)曲率差法、柔度曲率差法和廣義位移曲率差法均無法有效的識別出其中的腹桿損傷，而頻響函數(shù)曲率差法不僅能夠識別出所有的損傷桿件，且能夠?qū)U件進行有效的損傷定量識別。
　　3.針對多損傷問題桿件漏報問題，本文提出了結(jié)構(gòu)損傷前后上下節(jié)點豎向位移差之差進行多損傷補充識別，結(jié)果證明該方法能有效識

4、別桁架結(jié)構(gòu)多損傷工況中的腹桿損傷。
　　4.桁架結(jié)構(gòu)的抗噪性分析表明，模態(tài)曲率差法和柔度曲率差法的抗噪性能較差，而頻響函數(shù)曲率差法與廣義位移曲率差法在損傷識別數(shù)據(jù)獲得的過程中能夠有效的消除噪聲的影響，擁有較好的抗噪性。
　　5.對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的損傷識別，單純的振動特性曲率差損傷識別效果誤報較多，本文引入了小波分析對損傷識別數(shù)據(jù)進行處理，利用重構(gòu)后小波變換細節(jié)系數(shù)進行損傷識別，仿真結(jié)果證明該方法能夠準確的識別出網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的單損傷和