基于柔度曲率差的桥梁健康诊断方法

本文在柔度矩阵基础上,用柔度曲率差为识别指标研究了桥梁结构多位置的健康诊断,并以几种梁式桥为例进行有限元仿真验证。结果表明,柔度曲率差具有良好的坐标指示能力,在损伤位置处,指纹有明显突变,损伤增大突变也相应增加,利用该方法进行梁式桥损伤识别可获得很好的识别精度,采用三次样条函数拟合柔度值的方法可有效解决解决噪声的干扰问题。     

异形桥梁损伤识别方法及参数影响分析

针对现有异形桥梁结构损伤识别方法的局限性和参数影响的不确定性,本文首先详细分析了损伤程度、传感器数量和模态阶次等参数对损伤识别指标(振型差、模态曲率差、模态柔度差及其曲率)的影响效果,确定将模态柔度差曲率作为识别指标。其次,提出异形桥梁两阶段损伤识别方法,在采用模态柔度差曲率实现损伤定位基础上,基于遗传算法优化支持向量机对损伤程度进行准确识别。损伤识别结果验证了该方法的有效性和准确性。     

基于结构柔度矩阵损伤识别的柔度曲率比法

提出了基于结构柔度矩阵的柔度曲率比法,该方法利用结构损伤前后的柔度矩阵差的主对角元素,计算结构的柔度曲率,并取与利用结构损伤前柔度矩阵主对角元素计算所得的柔度曲率的比值,即柔度曲率比,作为损伤识别指标,进行损伤识别.数值分析结果表明,该方法损伤定位准确,对损伤敏感,所需模态数据阶数少,能识别单个或多个损伤的存在.     

基于曲率模态和柔度曲率的梁结构损伤识别

选用模态柔度曲率差和曲率模态差进行损伤识别研究,提出一个基于曲率模态差的新指标。首先进行混凝土简支梁和三跨连续梁的损伤识别数值算例分析,然后以钢纤维混凝土简支梁为试验对象进行试验研究,最后通过数值与试验研究分析,结果表明,对于梁结构的损伤,曲率模态差较柔度曲率差更敏感;提出的基于曲率模态差的改进指标在一定程度上可以剔除曲率模态差的某些误判。     

结构损伤识别的柔度曲率法

提出了结构损伤识别的柔度曲率法,该方法不需要原结构的模态参数,只需利用损伤结构柔度的曲率就可以识别结构的损伤位置。数值例子表明,柔度曲率法仅需要低阶模态信息即可获得很好的识别精度。     

柔度曲率法对梁结构的损伤诊断

针对各种支承形式梁结构的损伤诊断,采用结构柔度矩阵最大列元素的柔度曲率(M_(FC))对悬臂梁进行损伤定位,采用损伤结构柔度矩阵主对角元素的柔度曲率(D_(FC))对非悬臂梁进行损伤定位,算例表明,针对不同形式的梁构造不同柔度曲率指标,仅用损伤结构少数低阶的模态参数,就可以对非悬臂和悬臂梁结构进行损伤定位识别,本文方法求得的柔度曲率曲线既能识别单个损伤的存在,也能识别多个损伤的位置,并能定性地反映损伤程度。     

基于曲率模态和柔度曲率的结构多损伤识别

以曲率模态和柔度曲率为识别参数，针对具有多损伤区域的悬臂梁结构进行了损伤仿真分析结果表明可以应用曲率模态法和柔度曲率法对梁类结构进行多损伤识别。柔度曲率法既有较高的灵敏度又避免了使用原结构的模态参数，这对没有原始结构模态参数的损伤识别技术显得尤为重要，而且仅需要低阶模态信息即可获得很好的识别效果。     

基于神经网络和柔度对角曲率的简支梁损伤识别

由于人工神经网络具有强大的记忆和推理能力,而简支梁的柔度对角曲率对于其损伤位置和损伤程度十分敏感,于是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。     

基于柔度曲率矩阵的结构损伤识别法

基于损伤结构模态的柔度矩阵,应用差分方法计算柔度曲率矩阵,从中找到各列最大值,作为检测结构损伤指(?)的新方法.该方法无需原始结构的信息,只需损伤结构少数低阶的模态参数就可以进行悬臂梁、固端梁、简支梁以及连续梁等多种结构形式的损伤识别,既能识别单个损伤的存在,也能识别多个损伤的位置,该方法定位准确、适用面广、识别精度高、能定性反映损伤程度.     

基于模态柔度参数的连续梁桥损伤识别方法

针对桥梁结构损伤识别技术的局限性和识别范围不确定性等难题,利用环境振动测试所得的结构动力响应数据,基于归一化振型的结构模态柔度矩阵法,提出以均匀载荷面(ULS)曲率改变量作为损伤的识别指标。以两跨钢筋混凝土连续梁为例的数值模拟计算表明:结构模态柔度对结构损伤的识别具有更高的敏感性,基于ULS曲率改变量的损伤指标在损伤位置、损伤范围等识别性较高,具有识别结构刚度损失量值的能力;基于ULS曲率改变量的损伤指标能够准确识别出结构的单、多处损伤,满足结构损伤检测工作的技术要求,便于安全评估的工程应用。     

基于柔度曲率矩阵差的损伤结构识别方法

为了提高柔度法应用于结构损伤识别的范围和准确度,提出了一种柔度曲率矩阵差的损伤识别新指标,并在柔度法理论基础上进行了改进.通过简支梁和连续梁的算例对这种识别指标的有效性进行了验证,同时采用了另外3种识别指标进行了对比.结果表明：在单处损伤和多处损伤的情况下,使用该指标仅需前一阶模态数据就能对文中梁结构进行准确的损伤定位,并对结构轻微的损伤进行了准确识别.与文中的另外3种损伤指标相比,新指标具有明显的优势,且更具准确性和广泛性.     

基于曲率模态差的四边固支薄板的损伤检测

以四边固支板为研究对象,采用改变单元弹性模量的方法模拟结构损伤,分别应用基于振型、频率和模态曲率差的损伤识别方法识别结构损伤。结果表明：在薄板一个比较小的区域损伤的情况下,其振型与频率的改变量是很小的,很难判断损伤位置,而有损伤单元的模态曲率差的值却发生明显的变化,因此采用模态曲率差法对结构进行损伤识别可以准确判定损伤的位置。     

基于挠度曲率面积差的桥梁结构损伤识别方法

挠度信息是桥梁健康监测的基础数据,能够为桥梁安全状态评价提供可量化的数据。本文通过分析挠度及其一、二阶导数（转角和曲率）之间的关系,提出了一种利用损伤前后荷载挠度曲线的曲率面积差（Area Difference of Curvature, ADk）来识别结构局部刚度损伤的方法。该方法采用测点数量将损伤前后的曲率曲线所围成的面积划分为若干单元,用各单元面积的平方与所有单元面积平方和的比值作为损伤定位参数,该参数的峰值可定位结构损伤位置。作为理论实例,在一座简支T梁桥的有限元模型中设置不同程度（5%~50%）和不同数量的局部刚度损伤,以各单元的曲率面积差为参数,准确定位了桥梁结构损伤位置。同时,对一座有机玻璃模型桥进行了损伤识别试验。结果表明,损伤位置处的曲率面积差远远大于未损伤位置,能够准确定位结构中微小程度的局部刚度损伤,且不同损伤程度下的曲率面积差与损伤程度无关,即使有测量噪声的情况下也能清晰定位出损伤位置。该方法有助于提高桥梁日常安全巡检的效率,量化检测数据,客观化识别结果,推动在实际桥梁工程中的应用。     

高柔悬臂结构损伤识别的约束柔度法

为了识别高柔悬臂结构的损伤位置和损伤程度,提出损伤识别约束柔度法。推导出等效抗弯刚度分别与柔度矩阵各元素和与任一阶模态参数的关系等式,基于任一阶模态参数,将高柔悬臂结构简化为弯曲型集中质量模型,分析基于弯曲型集中质量模型的损伤识别柔度法的病态性,引入约束条件,建立低病态性的方程组,通过解方程组识别损伤。数值算例表明,所提方法识别效果较好,明显改善了损伤识别柔度法的病态性。     

基于模态曲率改变率的拱桥损伤识别

针对拱肋单元不同位置同一单元的不同损伤、不同单元同一损伤的情况进行研究分析,通过有限元分析,研究了改进的模态曲率改变率对损伤识别结果的影响和敏感性分析,对桥梁结构损伤情况的识别方法进行了研究。以一座下承式拱桥作为模型进行试验,发现：拱肋在同一单元发生不同程度损伤时,改进的模态曲率改变率法的损伤指标IMCI发生了突变;拱肋在不同单元发生同一损伤时,改进的模态曲率改变率指标也会发生突变,说明该方法能够比较准确、有效地对结构损伤进行识别。     

一种两阶段结构损伤识别方法研究

采用曲率模态结合模态应变能对结构的损伤位置和损伤程度进行了识别研究。首先采用改进的曲率模态识别出结构损伤的大体位置,然后采用模态应变能方法对损伤位置的单元进行损伤程度识别。在损伤程度识别时考虑了功能强大的BP神经网络方法。最后,为了验证该方法的有效性,采用了一数值模拟案例进行分析。数值模拟结果表明:曲率模态能够有效地识别出结构的损伤位置,模态应变能能够有效地识别出单元的损伤程度。     

结构裂缝损伤识别的虚拟柔度矩阵法

柔度矩阵元素值小（10-5～10-6量级）,直接用来判断结构的损伤容易受到噪声干扰。柔度矩阵元素反映的是结构整体信息,变化最大的不一定对应损伤部位。故利用柔度矩阵进行结构损伤识别尚存诸多缺陷。利用模态测试数据构造结构虚拟柔度矩阵,通过施加虚拟力的方法建立总体虚拟柔度矩阵与局部刚度变化之间的关系,根据广义应变变化率,可以同时得到损伤位置与损伤程度的识别结果。用简支梁的动力模型试验数据验证了算法应用的可行性。     

基于模态曲率理论及神经网络的简支梁桥损伤识别

针对多片简支梁桥损伤识别问题,提出了一种分步识别法。该方法综合运用模态曲率差及神经网络技术对结构损伤进行识别,能够有效地发挥两种方法的优点。最后以一座五片简支T梁桥为算例进行了数值模拟。模拟结果表明,该方法可以准确识别结构的损伤位置及损伤程度,是一种行之有效的简支梁桥损伤识别方法。     

基于柔度变化率的独塔斜拉桥模型损伤识别试验研究

基于动力测试采用柔度变化率对一座独塔斜拉桥模型进行了损伤识别实用性研究,识别过程基于动力模态分析,激励方式包括车辆激励、锤击激励和环境激励,传感器布置方式包括稀布传感器和密布传感器两种方案。试验研究结果表明：柔度变化率可以识别梁式结构主梁的损伤位置;锤击激励产生的加速度信号损伤识别的效果最好;传感器的密布可以增加环境激励和车辆激励进行损伤识别的精度;斜拉桥的索力大小不影响柔度变化率进行主梁的损伤识别的效果。     

结构损伤参量灵敏度分析的传感器数量位置优化

为判断结构是否存在一定水平的损伤,对结构健康监测系统中所需的加速度传感器的最小数目及其位置进行计算.以损伤参量的灵敏度技术为基础,根据结构损伤对各种损伤参量的影响范围的不同,以遗传算法为工具,针对各种损伤参量得出所需传感器的最小数目以及其配置位置.通过对19自由度的简支梁进行仿真分析,得到对于不同损伤参量进行损伤识别所需加速度传感器最小数目和位置,结果表明对于该算例,柔度法所需传感器数目较少,但是损伤位置比较难确定,而对于模态曲率和模态应变能所需传感器比较多.通过该布置方法可以对结构损伤情况的损伤位置有大致评估,对多损伤状态的最大损伤处有初步定位.