結構節(jié)點裂紋擴展損傷識別.pdf

1、土木工程作為國家的大型基礎設施,是國家經濟活動的基本保證和經濟命脈。其安全性的問題也一直是土木學界關注的熱點。但是土木工程結構往往都是大而笨重的結構,對其進行檢測無法像對機械結構那樣方便易行,故其發(fā)展一直比較緩慢。然而,經過近幾十年學術界的努力,土木工程結構的安全監(jiān)測也得到了很大的發(fā)展。對一些大跨橋梁、高層建筑、大型體育館等進行監(jiān)測還是取得了很大的進步。鐵路鋼桁架橋是大跨度鐵路鋼橋常用的一種結構型式。由于鐵路鋼桁架橋長期處于列車運行動力

2、荷載的作用下,因此鐵路鋼桁架橋結點焊縫的累積疲勞損傷是一個在橋梁運營與維護中必然會發(fā)生,甚至有時會產生危及到鐵路鋼橋安全的重要問題。至今,國內外已發(fā)生多起因鐵路鋼橋的累積疲勞損傷而引發(fā)的橋梁結構破壞的案例。
　　本文研究了鄱陽湖鐵路鋼桁架橋結點區(qū)焊縫裂紋擴展的損傷識別。在結構損傷的早期對結構進行損傷識別并在結構服役期間對結構損傷區(qū)域進行監(jiān)測是保證土木結構安全工作的一個重要方法。在研究的過程中,本文采用了實體建模的方法考慮鋼桁架橋結

3、點區(qū)焊縫。在建立節(jié)點過程中,充分考慮到后期計算效率和后處理的數據處理的可靠性,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)的過渡,保證在裂紋區(qū)要求精細單元劃分的要求,同時也有效控制了單元的總數量,保證了分析效率。對于裂紋的參數的識別,本文介紹了對節(jié)點焊縫區(qū)穿透裂紋長度的識別。本文的損傷識別方法采用了模糊模式識別。首先建立一個模糊模式庫,再通過定義隸屬度函數,以隸屬度來確定待識別量在在模糊模式庫中的模式,從而達到損傷識別的目的。對于

4、損傷識別來說,選擇損傷識別的標識量是特別重要的,本文選擇裂紋附近區(qū)域的一些節(jié)點,定義了這些節(jié)點對裂紋長度變化的敏感性,通過對比各點對裂紋變化的敏感性選取了識別裂紋參數的敏感關鍵點。并且以這些關鍵點在不同裂紋長度下的時程應力作為模糊樣本,待識別量通過對比模糊樣本并計算出對各樣本的隸屬度,從而識別出裂紋的參數。最后本文在每種工況下分別選取了兩組不同長度的裂紋時的識別樣本進行識別,得到了比較理想的識別效果。說明采用這種方法對裂紋擴展的識別是十