基于区间估计的结构损伤识别方法研究

当检测样本与训练样本的噪声水平不同时,用“自联想”神经网络对结构损伤存在性进行识别时会出现正误判,为解决这一问题,提出用区间估计的方法对结构损伤存在性进行识别,给出了2种情况下区间估计的计算方法。研究表明：当结构没有损伤时,即使检测状态的噪声水平与初始完好状态的噪声水平不同,区间估计的方法也能给出较高正确率的识别结果;当损伤达到一定程度时,只需要相对较少的样本,即可由区间估计的方法对结构是否发生损伤做出正确的识别。     

基于模态振型的钢桁架主梁损伤识别研究

基于模态振型法对一座单跨地锚式悬索桥的损伤情况进行识别.将结构实测模态振型与理论计算值进行比较,在确定结构整体刚度存在损伤的前提下,又进一步推断主梁损伤位置.经现场检测验证钢桁架主梁下弦杆在损伤位置处存在断裂情况,导致结构振型存在异常.     

基于振型参数的装配式桥梁损伤识别研究

利用结构动力特性的振型参数对桥梁进行快速损伤诊断和定位,可以提高结构性能评价与损伤诊断的效率。本文以装配式预应力混凝土T梁为算例,通过定义位移振型和曲率振型的桥梁损伤识别指标进行损伤识别,计算结果表明采用位移振型和曲率振型的方法进行损伤识别和定位效果较好。     

基于动力特性的复合支柱绝缘子节点损伤识别方法研究

以支柱类复合电气设备为研究对象,分析了结构损伤对其自振频率、振型等动力特性的影响,并通过预设损伤,运用基于动力特性的识别方法进行损伤识别分析。结果表明,绝缘子节点发生损伤会导致结构自振频率降低,且节点损伤程度越大,结构自振频率下降幅度也增大。通过损伤前后结构自振频率变化的平方比可快速准确定位绝缘子节点损伤位置,而采用基于振型曲率模态的损伤识别方法,不仅可以识别出支柱绝缘子发生损伤的位置,还可以判断其损伤程度。     

基于模态应变能的梁结构损伤识别

单元模态应变能法诊断结构损伤时理论上需要完整振型,而实测振型往往是不完备的。本文以梁结构为例,基于理论自由度和实测自由度相匹配的原则,对不完备振型信息进行扩充处理,然后再应用模态应变能的方法进行损伤识别。结果表明,当仅测得不完备的振型信息时,单元模态应变能法能很好应用于结构损伤识别,为实际工程的损伤检测提供了依据。     

基于振型相关性的结构模态参数频域自动识别

环境激励下,频域分解法(FDD)具有良好的结构模态频率和振型识别能力,但识别过程中需要基于频率准则人为判断奇异值曲线的峰值,无法准确识别出现近频交叠或重频情况的结构模态参数,而且不能自动进行模态参数的识别。对此,提出了基于振型相关性的MAC-FDD模态参数识别方法,该方法能自动搜索目标模态所对应的频率范围,并利用反映实测振型与理论振型良好相关性的最大模态置信准则(MAC)值判断和识别结构真实振型。给出了该方法的具体实现过程,对平面桁架和空间网架算例进行了模态参数识别。结果表明,该方法能够准确识别出各阶模态频率和振型,可以有效避免模态遗漏,且具有很强的抗噪能力。该方法弥补了常规FDD的不足,适用于对频率密集或具有重频现象的空间网格结构的模态参数识别,且其过程便于编程实现。     

小雁塔动力特性及结构损伤识别研究

小雁塔是"丝绸之路"世界文化遗产建筑的重要组成部分,为研究该塔动力特性及结构损伤,采用动态测试系统进行了原位动力测试,采集了在地面随机激励下结构振动信号,通过时域及频域分析,得到了小雁塔沿东西方向及南北方向的前3阶频率、振型及振型阻尼比;并通过计算得到结构模态柔度曲率曲线及曲率幅值突变系数曲线,依据柔度曲率幅值突变规律对小雁塔进行了损伤定位识别。结果表明,结构第2层、第8层及第11层发生了较严重的损伤,损伤程度与柔度曲率幅值突变量关系密切,且结构开洞对损伤定位识别的显著性有一定影响。因此,通过进行砖石古塔原位动力测试,依据模态柔度曲率幅值突变规律可实现结构损伤定位,为古塔结构损伤研究提供了参考。     

数字图像相关技术在结构损伤检测中的应用

结构损伤识别技术是结构健康监测的核心技术,也是健康监测的重难点之一。工程测量中受测量环境和技术的影响,很难获得完备的实验数据。论文利用一种新型测量技术,数字图像相关性(Digital Image Correlation,以下简称"DIC")技术,来提高模态应变能的识别精度。首先运用DIC技术和传统加速度传感器两种测量手段来获取固有频率和模态振型,实验结果表明,DIC技术获取的频率和振型与加速度传感器基本一致;随后对网壳结构进行基于DIC的模态应变能损伤识别分析,参数识别法获得模态振型及利用振型拟合得到的转角代入损伤识别指标进行损伤识别,结果表明,基于DIC的模态应变能损伤识别法能够有效进行损伤定位识别,且识别精度较好。     

基于模态参数的结构损伤识别研究进展

结构在长期服役过程中受外界因素的影响,发生老化、腐蚀、疲劳等损伤。因此,结构损伤识别成为工程界和科研界的研究热点。文中系统总结了基于模态参数的结构损伤识别方法的研究进展,着重介绍了基于频率变化、振型变化、曲率模态变化、模态应变能变化、残余力向量变化和传递函数变化等不同类型的损伤识别方法,并对其优缺点进行了对比和分析,并对其未来的发展趋势作了预测,望能为今后的损伤识别技术的研究和应用提供参考。     

基于模态曲率曲线拟合的板结构损伤识别研究

为了对薄板进行损伤识别研究,提出了通过模态曲率多项式曲线拟合进行板结构损伤定位的方法。根据ANSYS模态分析得到损伤弹性薄板的第一阶模态振型,进而得到X方向模态曲率和Y方向模态曲率,然后分别在X方向和Y方向进行多项式曲线拟合。基于拟合值与原始值的差值构造新的损伤指标。数值算例的结果表明:基于模态曲率多项式曲线拟合的方法能够准确识别平板损伤位置。该方法具有较高的灵敏度,对小损伤也具有较好的识别效果,同时避免了使用原始无损结构的模态参数,且仅需要第一阶模态振型便可以精确地进行损伤定位。