結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)裂紋擴(kuò)展損傷識(shí)別.pdf

1、土木工程作為國(guó)家的大型基礎(chǔ)設(shè)施,是國(guó)家經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的基本保證和經(jīng)濟(jì)命脈。其安全性的問(wèn)題也一直是土木學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)。但是土木工程結(jié)構(gòu)往往都是大而笨重的結(jié)構(gòu),對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)無(wú)法像對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)那樣方便易行,故其發(fā)展一直比較緩慢。然而,經(jīng)過(guò)近幾十年學(xué)術(shù)界的努力,土木工程結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測(cè)也得到了很大的發(fā)展。對(duì)一些大跨橋梁、高層建筑、大型體育館等進(jìn)行監(jiān)測(cè)還是取得了很大的進(jìn)步。鐵路鋼桁架橋是大跨度鐵路鋼橋常用的一種結(jié)構(gòu)型式。由于鐵路鋼桁架橋長(zhǎng)期處于列車運(yùn)行動(dòng)力

2、荷載的作用下,因此鐵路鋼桁架橋結(jié)點(diǎn)焊縫的累積疲勞損傷是一個(gè)在橋梁運(yùn)營(yíng)與維護(hù)中必然會(huì)發(fā)生,甚至有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危及到鐵路鋼橋安全的重要問(wèn)題。至今,國(guó)內(nèi)外已發(fā)生多起因鐵路鋼橋的累積疲勞損傷而引發(fā)的橋梁結(jié)構(gòu)破壞的案例。
　　本文研究了鄱陽(yáng)湖鐵路鋼桁架橋結(jié)點(diǎn)區(qū)焊縫裂紋擴(kuò)展的損傷識(shí)別。在結(jié)構(gòu)損傷的早期對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別并在結(jié)構(gòu)服役期間對(duì)結(jié)構(gòu)損傷區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)是保證土木結(jié)構(gòu)安全工作的一個(gè)重要方法。在研究的過(guò)程中,本文采用了實(shí)體建模的方法考慮鋼桁架橋結(jié)

3、點(diǎn)區(qū)焊縫。在建立節(jié)點(diǎn)過(guò)程中,充分考慮到后期計(jì)算效率和后處理的數(shù)據(jù)處理的可靠性,采用了建隔離體的辦法。用隔離體作為裂紋區(qū)和非裂紋區(qū)的過(guò)渡,保證在裂紋區(qū)要求精細(xì)單元?jiǎng)澐值囊?同時(shí)也有效控制了單元的總數(shù)量,保證了分析效率。對(duì)于裂紋的參數(shù)的識(shí)別,本文介紹了對(duì)節(jié)點(diǎn)焊縫區(qū)穿透裂紋長(zhǎng)度的識(shí)別。本文的損傷識(shí)別方法采用了模糊模式識(shí)別。首先建立一個(gè)模糊模式庫(kù),再通過(guò)定義隸屬度函數(shù),以隸屬度來(lái)確定待識(shí)別量在在模糊模式庫(kù)中的模式,從而達(dá)到損傷識(shí)別的目的。對(duì)于

4、損傷識(shí)別來(lái)說(shuō),選擇損傷識(shí)別的標(biāo)識(shí)量是特別重要的,本文選擇裂紋附近區(qū)域的一些節(jié)點(diǎn),定義了這些節(jié)點(diǎn)對(duì)裂紋長(zhǎng)度變化的敏感性,通過(guò)對(duì)比各點(diǎn)對(duì)裂紋變化的敏感性選取了識(shí)別裂紋參數(shù)的敏感關(guān)鍵點(diǎn)。并且以這些關(guān)鍵點(diǎn)在不同裂紋長(zhǎng)度下的時(shí)程應(yīng)力作為模糊樣本,待識(shí)別量通過(guò)對(duì)比模糊樣本并計(jì)算出對(duì)各樣本的隸屬度,從而識(shí)別出裂紋的參數(shù)。最后本文在每種工況下分別選取了兩組不同長(zhǎng)度的裂紋時(shí)的識(shí)別樣本進(jìn)行識(shí)別,得到了比較理想的識(shí)別效果。說(shuō)明采用這種方法對(duì)裂紋擴(kuò)展的識(shí)別是十