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。     

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。     

基于模态曲率差归一化的简支梁损伤识别

为了研究以模态曲率差归一化为基础的简支梁损伤识别,对振型曲率差进行归一化,理论推导基于模态曲率差归一化构建的指标与损伤识别的关系,再将归一化的结果进行数据融合,得到新的损伤判别因子,并对简支梁进行损伤识别分析.提取模态曲率差最大值构造损伤评估曲线,并利用其进行结构剩余寿命预测.采用简支钢梁为数值算例,考虑在单个损伤和多个损伤下7种不同程度的损伤工况,分别利用指标DF~j与新指标DDF进行识别损伤.采用简支钢梁试验证明了DDF指标识别具有良好的鲁棒性和精确性.     

板结构损伤识别的叠加曲率法研究

在对板结构的损伤诊断中,鉴于曲率模态差存在无法对位于模态节线处的损伤进行识别以及不能有效反应损伤程度的不足,提出叠加曲率模态改变率指标,理论上克服了原指标的不足.采用四边简支薄板,分别考虑正交两个方向的曲率进行数值算例验证,结果表明:叠加曲率模态改变率能对板结构进行全面损伤定位,同时能对损伤程度做出定性判断,损伤识别能力较曲率模态差得到提升.     

基于RBF神经网络的钢框架梁端节点损伤识别

为有效识别钢框架梁端节点损伤程度及半刚性节点刚度参数,提出采用钢梁位移模态和曲率模态指标作为神经网络的输入参数,基于RBF神经网络对刚框架梁端节点损伤程度进行参数识别研究.结果证明,位移模态识别损伤位置的准确度高于曲率模态,对损伤程度的识别曲率模态优于位移模态.其中位移模态损伤识别误差小于10%,曲率模态识别误差小于5%,得出基于RBF神经网络可以较好的识别节点损伤及半刚性刚度参数.     

基于曲率模态变化率指标的结构损伤识别

损伤指标的敏感性对结构损伤识别有着重要价值。本文通过数值仿真,指出曲率模态对于结构损伤敏感性上的不足,从而提出新的损伤指标即曲率模态变化率指标。仿真分析结果表明,曲率模态变化率比曲率模态更为敏感,而且对于模态节点和支座处节点损伤具有较高的敏感性。     

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。     

桥梁损伤检测的曲率模态方法探讨

曲率模态是结构损伤识别的敏感标示量 ,采用数值仿真方法 ,把曲率模态用于桥梁损伤识别 ,在位移模态中引入噪声之前 ,曲率模态检测方法能准确判断出损伤的位置 ,此时 ,检测结果有很高的准确度和精度 ,可以检测出结构中出现的损伤 .引入噪声后 ,当位移模态噪声小于 1%时 ,噪声的影响不太明显 ,仍可以把损伤位置检测出来 ,但当位移模态噪声大于 1%后 ,不能把损伤位置检测出来     

夹芯复合材料损伤分析方法研究

为了实现夹芯波纹板在加工和服役过程中由于冲击载荷、疲劳等产生的脱焊损伤缺陷无损伤检测,本文提出一种对损伤进行定量识别的检测方法,基于动态响应参数对夹芯波纹板结构开展损伤分析方法研究。根据固有频率、模态振型、振型曲率、模态应变能等参数理论,建立夹芯波纹板有限元模型,基于动态响应参数开发曲面光滑算法、曲率模态变化率法和二维连续小波变换法对结构脱焊损伤进行识别;然后对该模型进行模态分析,获取损伤夹芯波纹板模态振型,使用中心差分法求取模态振型曲率,将模态振型曲率作为损伤敏感参数,通过提出的损伤检测方法对该敏感参数进行处理,分别建立损伤识别指标,对损伤的位置、数量进行识别,并对各方法损伤识别结果进行对比分析。结果表明,曲率模态变化率法和二维连续小波变换法可有效识别出损伤的位置和数量,且曲率模态变化率法的损伤识别指标更显著,损伤识别效果最好。但在预设一处损伤的情况下,曲面光滑算法还需进一步研究和验证。     

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。     

结构损伤识别的改进曲率模态方法

结构损伤识别是结构健康监测和结构状态评估的主要前提之一。尽早了解结构的损伤状况和损伤位置有助于提高结构的预期可靠性和安全性,同时降低了结构的维修费用。论文主要研究了如何采用改进的曲率模态方法识别结构的损伤以提高识别精度。基于曲率模态对结构局部损伤比较敏感和频率指标测试简单方便、精度高的特点,论文提出了一种以结构的曲率模态为基础,综合考虑频率变化的改进曲率模态识别结构损伤位置的方法。最后用一数值模拟的简支混凝土梁对该方法与曲率模态方法进行了对比验证。结果表明,改进的曲率模态方法能够更精确地识别出结构的损伤位置。     

桥梁损伤诊断中曲率模态理论的有限元分析

目前桥梁损伤诊断的曲率模态理论一般采用简单的等直梁或杆等简化模型,与桥梁的实际情况有较大差别。针对某高速公路桥梁利用三维实体单元,建立有限元损伤模型,计算了多种损伤工况下的桥梁曲率模态,结果显示低阶曲率模态和曲率模态差对损伤位置和损伤程度敏感。但损伤位置接近振型节点或距测点较远,则敏感度降低。     

基于曲率模态振型的损伤识别方法研究

研究了适用于桥梁和连续梁结构的基于曲率模态振型的损伤识别方法。以一2D框架结构有限元模型为数值算例，比较了使用不同振型、不同损伤程度以及采用不同测点数对损伤识别效果的影响。考虑了实际工程中损伤位置的多样性及测量噪声引起的随机误差，为该方法的工程应用提供了相关依据。数值实验分析表明，该方法能较好地进行损伤定位，并能对损伤程度给出定性的描述。     

基于曲率模态和EEMD的结构损伤识别方法

简要介绍了EEMD和Hilbert-Huang变换的基本原理和方法,利用EEMD的多尺度分解对信号进行局部放大的优点,在结构曲率模态的基础上,提出了一种基于EEMD的结构损伤识别方法。该方法在曲率模态的基础上进行EEMD分解,利用瞬时幅值的定义提出曲率模态空间瞬时幅值奇异性评价指标作为损伤指标,该指标可以判定损伤的存在,确定损伤的位置和估计损伤的程度,通过一简支梁的数值模拟对该方法的有效性进行了验证。     

基于一阶振型的海洋平台二阶段损伤定位方法

海洋平台等大型复杂结构其高阶模态难以激起和测试,甚至只能识别出一阶模态振型和前几个低阶模态频率,因此,利用少量低价模态进行损伤诊断显得尤为重要。本文提出了仅利用一阶模态振型对海洋平台进行损伤位置诊断的二阶段法：先利用模态曲率变化率确定损伤的大体位置,再利用一阶模态应变能分别确定主导管和撑杆是否损伤及其位置。最后通过一个三腿导管架海洋平台有限元数值模型验证了该方法的可行性和有效性。研究发现,本文提出的方法具有较好的识别精度,具有一定的适用性。     

基于数字图像相关的古建筑彩绘梁损伤识别方法

针对传统损伤识别需布设接触式传感器而不利于古建筑木结构保护的问题,利用古建筑自身彩绘图案探索基于数字图像相关原理(DIC)的非接触式损伤识别方法。通过数码相机拍摄古建筑彩绘木梁振动时序图片,采用整、亚像素位移搜索算法解算木梁上各点的位移响应时程,利用傅里叶变换得到幅频、相频曲线,进而通过幅频幅值和相频相位角提取木梁的工作模态;利用DIC方法可获取沿梁长方向所有像素模态信息的优势,引入振型转角模态、曲率模态作为损伤特征指标进行损伤识别。数值算例和彩绘简支梁实验结果表明,采用DIC方法获得的工作模态能准确识别木梁的损伤部位和损伤程度的相对大小,为古建筑木结构预防性保护提供了新技术手段。