结构损伤的动力学识别方法研究

针对桥梁结构的安全监测和评估问题,研究了 3种结构损伤动力学检测方法,分析了柔度差方法和曲率模态法应用于损伤检测的局限性。提出柔度曲率的概念,只需结构前 2或 3阶振型和频率数据即可准确识别出结构损伤位置,并用有限元仿真实验结果验证了该方法的可行性和正确性。     

模态分析在悬臂梁损伤识别中的应用

介绍了柔度差值、曲率模态以及柔度差值曲率在悬臂梁损伤识别中的应用原理和方法;通过试验结果揭示了三种方法对悬臂梁发生不同程度、不同位置及多处同时损伤时进行损伤识别的应用规律及内在原因.结论可对利用模态分析进行工程结构损伤识别提供一定借鉴和参考.     

二维结构纵向梁单元损伤识别

通过将柔度对角曲率指标扩展成二维结构梁单元的柔度对角值的二阶偏导数,从而将柔度对角曲率指标推广到了二维结构梁单元的损伤识别。通过一个简支梁桥的数值算例,验证了将柔度对角曲率指标用于二维结构梁单元损伤识别的可行性,计算出来的指标值能够准确识别出结构损伤位置,并且能够初步估计出损伤程度。     

建筑结构火灾后的损伤识别与安全评估

介绍了基于结构动态特性的损伤识别方法，即柔度法、曲率模态法和柔度变形-曲率法。分析了火灾对混凝土建筑结构的影响，最后介绍了混凝土结构物火灾后的安全评估传统方法和最新方法。     

基于比例柔度矩阵和改进模态曲率法的结构损伤定位研究

根据模态曲率法,并基于比例柔度矩阵,提出了一种利用平均柔度差的改进模态曲率法,结合某10层框架结构利用改进模态曲率法数值模拟损伤定位的结果,表明该改进模态曲率法能快捷简便解决柔度模态曲率法较难判断结构首尾单元损伤的问题,且保持模态曲率损伤定位的准确性。     

基于曲率模态和柔度曲率的变截面钢梁多损伤静态识别

以具有损伤位置不同但损伤刚度相同的变截面悬臂梁和简支梁为研究对象,通过结构模态分析,以曲率模态和柔度曲率为识别参数,计算各种工况下仅用第1阶模态参数的多损伤识别结果并进行了对比.     

基于柔度曲率曲线的结构损伤识别方法

对柔度曲率法进行了改进,提出了基于柔度曲率曲线的结构损伤识别方法。提出了结构在健康状态下的完好柔度曲率曲线这一概念,并运用最小二乘法拟合构建该曲线;在此基础之上,进一步对结构损伤的程度进行了研究,通过损伤有效面积的大小来判断结构损伤程度。最后通过简支梁的单处和两处损伤对该方法进行了数值验证。结果表明：不需结构损伤前模态参数,该方法能够对简支梁发生单处和两处损伤进行准确定位及损伤程度分析;且损伤程度正比于损伤有效面积;同一损伤程度下,单元距离跨中位置越近损伤有效面积也越大。     

基于神经网络和柔度曲率的简支梁损伤识别

将神经网络和柔度对角曲率结合起来,得到一套简支梁智能损伤识别方法,对一经典简支梁模型进行了损伤识别,并且在损伤单元数量未知情况下,准确识别出了其损伤位置和损伤程度。     

车振荷载下悬索桥加劲梁损伤识别研究

悬索桥服役一段时间以后,由于在车振荷载的作用下,造成主要构件加劲梁抗弯刚度的削弱进而导致结构损伤。本文对悬索桥的主要构件加劲梁进行分析,利用损伤结构柔度差值曲率的变化对其进行损伤识别。     

基于损伤柔度曲率矩阵的结构损伤识别新方法

基于模态柔度矩阵检测结构损伤的指标较多,如模态柔度差、模态柔度改变率和模态柔度曲率差等,这些指标都具有一定的有效性,然而,这些指标均需要损伤前、后的柔度矩阵,对实际工程应用有一定的限制性。通过提出一种仅基于损伤柔度曲率不需要结构损伤前的信息的新指标,分别对一个简支梁和一个两跨连续梁进行数值计算。通过数值分析结果表明:不论对单处损伤、多处损伤和轻微损伤,该指标均能清楚地判定结构的损伤位置;该指标值随着损伤程度的增加而增加,能定性地反映结构的损伤程度;新指标的抗噪性能也较好。     

基于数据融合的张弦桁架损伤识别方法与试验研究

针对张弦桁架采用单损伤指标识别损伤位置易受到干扰甚至产生误判的问题,提出基于曲率模态差和模态柔度差曲率融合的损伤识别方法。基于D-S证据矩阵和加权平均两种数据融合准则,建立张弦桁架损伤识别的单次融合和两阶段融合识别流程。采用有限元软件ANSYS建立张弦桁架分析模型,利用减小构件截面积模拟弦杆损伤,分别采用非融合单损伤指标、单次数据融合和两阶段融合方法进行损伤识别分析。结果表明：单损伤识别指标的抗干扰能力较低,尤其对支座附近下弦杆的识别效果差;基于数据融合的损伤识别方法能够综合多种指标损伤识别结果,有效提高损伤位置识别的准确性;与加权平均数据融合准则相比,基于D-S证据矩阵准则的数据融合方法更能有效降低非损伤位置干扰,识别效果更好;两阶段融合方法效果优于单次融合方法,损伤位置的损伤概率愈发接近于1,非损伤位置的损伤概率愈发趋近于0。最后开展了一榀张弦桁架模型的损伤识别试验,通过试验验证了当所获取模态数据受到环境或测试噪声等因素影响下,文章提出的基于数据融合的损伤识别方法仍具有较好的鲁棒性,能够有效识别实际张弦桁架结构的损伤位置。但由于曲率模态差以及模态柔度差曲率难以识别损伤程度,因此文章方法仅能够提高损伤位置的识别精度。     

基于挠度法的钢筋混凝土简支梁损伤识别研究

根据静、动载作用下的简支梁挠度数据,求解了结构的挠度差曲率和,对受拉钢筋局部锈蚀混凝土简支梁的损伤识别进行了研究,理论分析和有限元仿真表明:该方法可以识别结构的损伤位置和损伤程度,提高简支梁检定的准确度.     

结构损伤定位与定量识别方法研究

针对结构损伤问题,采用损伤定位、定量的分阶段识别方法,即利用柔度曲率改变率指标来确定结构损伤的具体位置,然后以频率改变率为输入参数构建神经网络对损伤部位进行程度识别。通过对一个简支梁的仿真计算,表明上述方法能判别损伤位置和程度,且识别精度较高。     

利用模态曲率差法进行弹性薄板的损伤检测

弹性薄板在工程中被广泛应用,对弹性薄板进行在役无损检测具有重要意义。本文在前人的研究基础上,以四边固支薄板为研究对象,运用ANSYS分析软件,采用改变单元弹性模量的方法模拟结构损伤,应用基于模态曲率差的损伤识别方法对板结构进行损伤检测。算例表明:在薄板的一个比较小的区域损伤的情况下,有损伤单元的模态曲率差的值变化明显,因此可以采用模态曲率差法对结构进行损伤识别并能准确判定损伤的位置。     

曲率模态法用于网壳结构损伤定位的有效性分析

曲率模态法是针对梁式结构提出的一种损伤识别方法,其用于网壳结构损伤定位的有效性需要进行研究和证实。以一个单层球面网壳为例,对曲率模态法用于该结构的损伤定位进行数值模拟,分析网壳结构模态局部化对损伤定位效果的影响。损伤定位的判断标准为绝对曲率差最大值所对应的节点为损伤位置,指示该节点上的杆件发生了损伤。数值分析的结果表明,对于单杆件损伤,使用损伤前后密集模态的绝对曲率差进行损伤定位,效果很差,而使用损伤前后稀疏模态的绝对曲率差进行损伤定位,效果很好。可见,模态局部化对曲率模态法应用于网壳结构损伤定位的影响很大,因此,只有选择稀疏模态才能较好地避开模态局部化现象,在一定程度上保证曲率模态法用于网壳结构损伤定位的有效性。     

基于模态曲率与小波变换的网壳结构损伤识别研究

结合模态曲率与小波变换的方法对网壳结构的损伤识别进行研究。以一网壳结构的缩尺模型为例进行数值分析,假设结构35号杆件的截面出现刚度折减的轻微损伤,以模型损伤前后的模态曲率作为损伤指标进行连续小波变换,从而判断结构的损伤位置。数值分析的结果表明,利用模态曲率的小波变换系数差可以粗略定位损伤,而利用曲率模态差值的小波变换系数可以较为准确地定位损伤,且分析及数据处理过程更为简便可靠,可见基于模态曲率与小波变换的损伤识别方法对于网壳结构的损伤定位是非常有效的。     

低周反复荷载下预压装配式PC框架延性性能和耗能能力

通过两榀两跨预压装配式预应力混凝土框架在低周反复荷载作用下的试验,探讨了预压装配式预应力混凝土框架的承载能力、破坏形态、滞回性能、变形恢复能力、截面延性及耗能能力等抗震性能。试验研究表明:仅依赖预应力筋抗弯的梁端截面,滞回曲线较为丰满,具有良好的耗能能力;曲率延性系数达4时,截面承载力无明显降低,可满足弯矩调幅要求;卸载后残余变形较小,截面屈服后仍具有变形恢复能力;对称和反对称两种加载方式对跨中和梁端受力性能和延性无明显影响,仅对中柱节点核心区受力状态产生较大影响。