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相似文献
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1.
基于Bernoulli-Euler理论,将开口裂缝梁视为变截面梁,利用模态摄动方法建立了一种求解带任意数量开口裂缝简支梁和连续梁动力特性的半解析分析方法。在等截面无损梁的模态子空间内将裂缝梁的变系数微分方程的求解转化为非线性代数方程组的求解;利用无损梁的自振频率和振型函数摄动求解裂缝梁的模态参数;通过矩形开口裂缝简支梁和两跨连续梁的动力试验验证了笔者方法的准确性;最后,利用开口裂缝梁动力特性的半解析解研究了简支梁和两跨连续梁的自振频率对裂缝尺寸和位置的敏感性。  相似文献   

2.
为获取用于混凝土梁结构火灾健康监测的准确有限元模型,首先,考虑边界条件及多物理参数对结构响应的影响,提出基于支持向量机算法的分步修正方法;其次,以4根混凝土矩形试验梁、3根混凝土T形试验梁为研究对象,利用火灾前实测前2阶频率与振型对初始有限元模型进行修正;最后,基于模型修正对火灾下结构进行基频衰减规律研究。结果表明,修正后的模型及火灾下的基频衰减曲线能较好反映混凝土梁的真实动力特性,采用分步修正算法可精简计算量,能够有效用于混凝土梁结构的有限元模型修正。为更直观地研究截面宽度、高跨比、弹性模量等参数与受火时间对基频的影响,对其进行参数分析,并拟合出基频随受火时间的衰减公式,数值模拟及试验结果验证了公式的合理性,可为后续火灾损伤识别与评估提供参考。  相似文献   

3.
首都机场AMECO-A380机库动力特性测试与分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
采用环境随机振动法对北京首都国际机场AMECO-A380六机位维修机库大跨空间网架结构进行了现场结构动力特性测试.利用谱分析方法对实测数据进行了参数识别和处理,并进行了振型分析,确定了机库屋架结构的自振频率和振型.并用有限元模型计算了结构自振频率和振型.对测试和计算结果进行的分析比较结果表明,结构基本周期的测试值和计算值接近,各自所对应的第1阶振型吻合较好.  相似文献   

4.
马广  黄方林  何旭辉 《机械强度》2007,29(2):196-200
建于1968年的南京长江大桥上部结构为钢桁梁,下部基础为桩基础和沉井基础,至今已安全营运37年.其动力特性分析,可为该桥的模型修正、健康监测、状态评估、损伤识别以及抗震分析等提供前提条件和依据.根据大桥结构特点,利用ANSYS建立只考虑上部结构的空间有限元模型和同时考虑上部结构和下部结构的空间有限元模型,对其动力特性进行计算,并对两个模型的前6阶自振频率和振型进行分析,通过与现场实测结果比较表明,在低阶振动时可不考虑下部结构的影响,在高阶振动时要考虑下部结构的影响.  相似文献   

5.
在传统相关分析指标—模态比例因子、置信因子以及模态保证因子矩阵进行结构动力修改的基础上,提出了改进的衡量有限元计算模型与试验模型相关关系的相关分析指标—计算模型和试验模型向量余弦因子矩阵。以某钢结构节点为研究对象,结合节点试验模态分析和有限元分析的结果,在计算模型和试验模型向量余弦因子矩阵相关分析指标的基础上,对该节点的有限元计算模型进行了结构动力修改。结果表明,利用计算模型和试验模型向量余弦因子矩阵能够较好地进行结构有限元动态分析模型的动力修改,进行结构动力修改后的有限元模型仿真度得到明显的改善,能更好地反映结构的动态特性。  相似文献   

6.
提出了一种基于经验模式分解的结构损伤预警方法。首先,将结构反应信号用经验模式分解方法分解成一系列固有模态函数;然后,利用固有模态函数在结构损伤前后的能量分布变化来表征结构因损伤引起的动力特性改变;最后,计算结构的损伤预警指标。应用该方法对健康监测Benchmark模型结构进行分析,采集模型在锤击激励下结构损伤前后的动力响应,计算了结构损伤预警参数及其损伤预警指标。试验数据分析表明,基于经验模式分解的结构损伤预警指标具有良好的损伤预警能力,能够准确地判断结构初期损伤的发生。  相似文献   

7.
基于波传播和阻抗特性的裂纹梁损伤识别   总被引:1,自引:1,他引:0  
基于结构振动波传播理论,讨论了在简谐力作用下,裂纹简支梁的弯曲波动解。为了描述由裂纹引起的梁中波传播的不连续特性,引入弯曲弹簧模型来模拟裂纹,并在此基础上提出了利用梁结构驱动点阻抗特性的裂纹损伤识别方法。以一裂纹简支梁为例进行了数值分析,得到了裂纹简支梁的驱动点阻抗特性曲线。从该曲线可以发现,梁的第一阶谐振频率和反谐振频率都随裂纹的出现而减小,并且频率减少量随裂纹尺寸的增大而增加。结合裂纹梁第一阶谐振频率与驱动点位置关系曲线,利用曲线上出现的突变点,准确地识别了梁的损伤状态和裂纹损伤位置。最后,利用已识别的裂纹位置和第一阶固有频率定量地识别了裂纹尺寸。  相似文献   

8.
蒲亚鹏  陈进 《机械科学与技术》2001,20(6):813-814,818
结构中的裂纹对系统振动特性将产生一定的影响 ,一般来讲 ,裂纹参数与振动特性的改变之间很难有直接的函数关系 ,通过振动参数的改变来识别裂纹有一定的困难 ,本文经过计算证明 :对于受弯的两端简支梁 ,当裂纹较小时 ,梁的自振频率的变化率与裂纹参数之间存在明确的函数关系 ,利用这一函数关系 ,梁中的裂纹深度与裂纹位置可由自振频率的变化率计算得出。同时证明 :对于简支梁而言 ,单纯利用自振频率无法唯一地确定裂纹位置 ,只能唯一地确定裂纹的深度  相似文献   

9.
为了准确识别索参数,提出了采用有限单元法和系统参数识别技术相结合进行索参数识别的方法。考虑索的垂度、抗弯刚度、弹性嵌固和弹性支承等因素建立有限单元模型,采用反映出索非线性振动特性的轴力的梁单元模拟索。利用索特征值关于模型参数的灵敏度矩阵,建立了参数识别的理论/试验频率差与模型参数之间的关系式。该方法基于实测频率,通过迭代可以同时识别拉索索力和抗弯刚度。数值算例和试验验证了该方法的准确性和实用性。  相似文献   

10.
为计算波形腹板钢箱?混凝土组合梁桥的弯曲自振频率,以兰州景中高速机场连接线的某座装配式波形腹板钢箱?混凝土组合梁桥为工程背景,采用有限元数值模拟和现场试验的方法对其动力性能进行了研究。首先,运用ANSYS软件建立了波形腹板钢箱?混凝土组合梁桥的有限元模型,模型的正确性得到了现场试验的验证;其次,分析了该桥在不同参数影响下自振频率和振型的变化规律。结果表明:使用本研究建模方法建立的有限元模型可以精确地模拟实际桥梁结构;相较于K型和方钢型横联,工字钢型横联可以更好地提高桥梁的整体刚度;横隔板间距在规范要求的范围内对桥梁自振频率的影响较小;波形钢腹板的厚度对桥梁扭转自振频率影响较大,其次是弯曲自振频率;弯曲自振频率拟合公式计算值与ANSYS计算值的差值在0.23%~1.89%不等,精度较高。研究结果可为该型桥动力特性分析提供参考依据。  相似文献   

11.
基于导波的结构健康监测技术研究中,结构厚度与不同损伤形式对导波传播特性的影响是该技术在工程应用中对实际结构进行损伤识别的关键。通过导波在厚梁结构中传播时所表现出的特性,分析并试验研究损伤对导波传播的影响。通过在结构中引入切槽损伤,理论分析与试验研究导波在有损结构中的传播特性。以此为基础,重点研究疲劳裂纹损伤。试验得出导波在厚梁结构中的实际传播速度,并由此分析损伤反射波中的波包成分,研究并总结损伤大小对导波幅值、相位和到达时间的影响规律。分别对结构中的对称和非对称损伤进行研究,验证具有非对称损伤结构中模式转换波包的存在,分析模式转换波包的形成与传播机理,研究不同的非对称损伤对模式转换波包形式的影响。此外,还介绍了试验试件和疲劳裂纹的加工过程。总结了切槽损伤与疲劳裂纹损伤对导波传播的不同影响。  相似文献   

12.
为了解决传统小波或小波包变换方法对结构损伤振动信号频率分辨率不高、易受邻近谐波交叠影响的问题,提出了一种基于聚类经验模式分解(EEMD)和小波包变换(WPT)的结构损伤特征提取方法.首先对原始信号进行EEMD分解,提取包含结构损伤信息的固有模式分量(IMF),再对其进行正交小波包分解,并计算小波包相对能量分布.该方法用于美国土木工程师学会(ASCE)提出的钢结构框架的损伤特征提取,结果表明:EEMD方法具有白噪声的剔除特性,可避免模式混叠的发生;不同检测节点处不同损伤工况的IMF小波包相对能量分布有显著的差异,可以作为一种理想指标表征结构损伤特征.  相似文献   

13.
Using vibration methods for the damage detection and structural health monitoring in bridge structures is rapidly developing. However, very little work has so far been reported on timber bridges. This paper intends to address such shortcomings by experimental investigation on a timber beam using a vibration based method to detect damage. A promising damage detection algorithm based on modal strain energy was adopted and modified to locate/evaluate damage. A laboratory investigation was conducted on a timber beam inflicted with various damage scenarios using modal tests. The modal parameters obtained from the undamaged and damaged state of the test beam were used in the computation of damage index, were then applied using a damage detection algorithm utilising modal strain energy and a statistical approach to detect location of damage. A mode shape reconstruction technique was used to enhance the capability of the damage detection algorithm with limited number of sensors. The test results and analysis show that location of damage can be accurately identified with limited sensors. The modified method is less dependent on the number of modes selected and can detect damage with a higher degree of confidence.  相似文献   

14.
连续小波变换在梁结构损伤诊断中的应用研究   总被引:9,自引:3,他引:6  
为了检测出梁中的裂缝或因刚度降低引起的损伤,对有损伤简支梁的振型曲线进行连续小波变换.从小波系数出现模极大值有效地识别损伤的存在以及裂缝位置和刚度下降段的位置。基本振型是用小波变换识别裂缝的最佳振型.用损伤位置处振幅较大的振型曲线来识别最清楚,对有噪声影响的振型曲线同样可以用本文方法进行识别。通过分析和计算获得满意结果.在梁结构损伤诊断中具有较高的应用价值。  相似文献   

15.
进行了基于互相关函数幅值向量(cross correlation function amp litude vector,CorV)的受随机激励结构损伤检测的实验研究。以一个复合材料单跨梁为实验对象,通过在梁的局部位置上安装夹板,改变夹板对结构附加刚度,来模拟结构的损伤。对结构施加随机激励,分别用加速度传感器和应变传感器采集结构的响应信号,计算结构在损伤前后的CorV,使用互相关函数幅值向量置信度准则(cross correlation function amp litude vector assurance criterion,CVAC)来度量结构受损前后CorV的变化。结果表明,结构损伤前后的CorV之间的CVAC较完好结构之间的CVAC有明显下降;分析结构损伤前后CorV中分量的相对变化,可确定损伤产生的区域。使用互相关函数幅值向量,只需要测量结构在随机激励作用下的时域响应信号,就可检测出结构损伤的存在及损伤的位置。因此本文所采用的方法可应用于环境激励下的结构健康监测。  相似文献   

16.
An analytical method of combined plastic mechanism and elastic approaches has been developed to predict the moment capacity of a thin-walled channel steel section beam. The plastic mechanism approach is performed by analyzing an idealized model of bending-plastic-hinge-collapse mechanism of the beam bent about its minor neutral axis. This approach adopts a concept of the equilibrium between external energy and the one dissipating in the hinge mechanism. Another analytical approach has been done by analyzing the investigated beam according to an elastic-bending theory. In the elastic analysis, the application of an effective width concept has also been considered to account for the effect of local buckling on the bending element of the beam. These both analytical approaches are then used in the method of cut-off strength to estimate a theoretical moment capacity of the beam bent about its minor neutral axis. An attempt has also been carried out to correlate the estimated moment capacity obtained to another one about a major neutral axis. In order to assess the accuracy of the analytical method developed, its predicted results are verified using the data obtained from experiments and a design code specially used for cold-formed steel structural members. The data of moment capacity about the minor neutral axis is compared to the one measured in a number of flexural-bending tests to failure on the similar channel steel section beams. Meanwhile, the data of moment capacity about the major neutral axis is compared to the one calculated using the design code. A statistical analysis of verified data populations indicates that the mean value of deviated data from experimental one is 1.025 with the standard deviation of 0.087 and from the design code is 1.004 with the standard deviation of 0.111. These statistical measures clearly mean that the analytical model presented herein, on average, tends to estimate conservatively the moment capacity of the investigated beam about its both unsymmetrical and symmetrical-neutral axes by less than 5% and this is certainly still within acceptable limits of ±20%.  相似文献   

17.
周期结构细直梁弯曲振动中的振动带隙   总被引:11,自引:1,他引:10  
通过将声子晶体中的周期结构思想引入到细直梁的结构设计中,构造了一种二组元变截面周期结构细直梁。采用平面波展开法计算了无限周期条件下该细直梁弯曲振动中的弹性波能带结构。计算结果表明,在该细直梁中存在振动带隙。晶格尺寸、材料组分比、截面尺寸对振动带隙的影响也进行了讨论。采用有限元法计算了有限周期的细直梁的振动传输特性,计算得到的振动传输特性曲线上的频率衰减范围与平面波计算得到的带隙位置基本吻合。最后以有机玻璃及铝构成的细直梁为例,采用振动试验对其振动传输特性进行了测试。试验结果同理论计算及仿真结果基本吻合。梁类结构是噪声及振动控制领域研究的主要对象之一,周期结构细直梁中存在弯曲振动带隙为梁类结构的减振提供了一种新的思路。  相似文献   

18.
桥梁结构损伤的振动模态检测   总被引:34,自引:0,他引:34  
首先介绍了桥梁结构损伤检测的振动模态方法的原理及其4 个要素。总结了用模态参数(固有频率、阻尼比及位移振型)进行损伤检测评估的困难,进而阐述应变模态测量的原理及其用于桥梁结构损伤检测时,相对于位移模态的优势。由于应变模态方法应用于实桥检测受到传统应变测量手段的制约,本文最后提出了一种通过相邻点振动位移的测量,推估桥梁在动载作用下的应力状态,进行实桥损伤检测的途径,并推荐一种新型低频高灵敏度传感器作为位移测量用传感器。  相似文献   

19.
摘要:基于单自由度体系的统计矩理论,以位移四阶矩和加速度八阶矩为损伤指标,使用贝叶斯思想和Gibbs抽样相结合方法,提出一种框架结构损伤检测新方法。以理论分析为基础选取3种典型损伤指标,在信噪比40及30 dB环境噪音的不同损伤工况下,使用贝叶斯思想和Gibbs抽样相结合方法,对某12层标准框架数值模型的不同损伤指标进行了损伤识别效果的对比研究,并在此基础上与其他相似检测方法进行对比分析,发现使用贝叶斯思想和Gibbs抽样相结合的新方法,提出的损伤指标更适合框架结构损伤检测,与标准结果偏差均在5%以内。进一步分析12层标准框架振动台试验数据,选取3个典型振动工况中所有梁柱单元及前20个振动工况累积下的典型梁柱单元分别进行损伤检测,结果表明,所提方法避免了多次采样进行贝叶斯分析的局限性,且一定程度上能反映各损伤单元随振动台试验工况累积而表现出来的损伤程度变化,有助于推动所提方法在框架结构损伤检测中的实际应用。 .txt  相似文献   

20.
建立了一曲梁压电单晶MEMS压电俘能器的分析模型.利用曲梁理论建立该矩形截面梁的动力学方程.采用ANSYS软件对该曲梁的结构参数进行了初步的分析.分析结果表明压电曲梁的第一阶谐振频率与其结构尺寸之间存在较复杂的关系.该仿真结果可为压电俘能器的设计提供参考.  相似文献   

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