基于改进模态柔度曲率差的结构损伤识别方法

针对柔度曲率差指标识别模糊和错误定位的问题,将灰色系统理论与柔度矩阵相结合,提出灰并联模态柔度曲率差指标,并提出损伤程度的判定方法,提高了指标对损伤的敏感性。采用变化柔度矩阵降低了噪声对损伤识别结果的影响。在一个直管结构上进行损伤识别应用,通过与柔度曲率差指标的数值模拟对比分析和实验验证,表明该指标在直管损伤识别中具有一定的有效性。     

基于曲率模态与柔度曲率的损伤识别

以含两条裂纹的两端固定梁为例,采用曲率模态差和模态柔度曲率差来检测结构的损伤。首先将梁的裂纹模拟为无质量的等效扭转弹簧,推导了裂纹梁的特征微分方程,利用边界条件和裂纹位置的连续性条件推导得到该裂纹梁的振形函数解析表达式。然后用中心差分法分别求解裂纹梁损伤前后的曲率模态值和模态柔度曲率值,利用其差值确定梁的损伤位置,进而确定损伤程度。最后讨论了曲率模态和柔度曲率对结构损伤识别的敏感性。     

基于模态柔度曲率差的弯管结构损伤识别

为对弯管结构进行无损检测,结合有限元模拟和实验模态分析方法,对具有不同位置和程度的损伤弯管结构进行研究,计算和分析其模态柔度曲率差,探讨模态分析方法在弯管结构损伤检测中的适用性。研究结果表明：弯管结构的模态柔度具有方向性,弯管所在平面x,y方向柔度求解的模态柔度曲率差不能对弯管进行损伤识别;垂直弯管所在平面z方向柔度不仅可以对弯管进行单处、多处的损伤定位,而且可以对同一位置的损伤程度进行定量分析。     

基于柔度矩阵和神经网络的结构损伤识别法

提出一种分步识别结构损伤的方法。首先利用测量模态参数建立结构柔度矩阵来确定结构损伤的大体位置，然后应用神经网络技术和结构的加速度响应对确定的损伤范围进行参数识别，根据识别的刚度值判别结构的损伤程度。通过一个8自由度结构的仿真计算表明，该方法稳定性好，计算精度高，对噪声具有很高的鲁棒性，在10％噪声情况下，应用神经网络技术能较精确地得到结构的损伤程度，显示了该方法对大型复杂结构进行损伤诊断的潜力。     

基于柔度派生灵敏度的梁结构损伤识别研究

柔度方法在结构损伤识别中有着广泛的应用,研究三种基于柔度派生灵敏度的结构损伤识别方法,它们分别是:对角线灵敏度、主特征向量灵敏度和单位荷载最不利布置灵敏度。详细推导了三种派生灵敏度的计算公式,并以一个三跨连续梁为例对所提方法进行了比较验证。计算结果表明:当采用前4阶模态数据时,柔度灵敏度方法和主特征向量灵敏度方法都可以较好的识别出结构损伤。当仅采用第一阶模态时,柔度灵敏度方法基本不可用,单位荷载最不利布置灵敏度方法对于识别支座附近单元损伤特别有效,而主特征向量灵敏度方法综合表现最佳。工程实践中应根据具体的工况来选择合适的灵敏度以获得最好的识别结果。     

基于曲率模态的空间刚架结构损伤识别的研究

应用Ansys建立空间刚架结构无损伤和有损伤的有限元模型,选取曲率模态作为损伤标示量应用于结构损伤识别。对空间三维曲率模态进行比较分析,结果表明,一阶曲率模态能够很好的对单一或多个损伤位置进行识别,且轴向曲率模态比横向曲率模态更适用于损伤识别。一阶曲率模态也可以对损伤程度进行初步判断,为探索通过曲率模态识别空间钢结构损伤提供一种可行的方法。     

基于模态柔度与有限元模型修正的海洋平台结构损伤识别研究

结构模态特征的改变直接揭示了结构的损伤,基于模态柔度较频率、振型对结构损伤的识别更为敏感的特点,文中提出了一种基于模态柔度和有限元模型修正相结合的结构损伤识别方法.文中以某海上导管架平台为例,在设定的3个损伤样本下建立了导管架21-DOF测试模型,获得该模型低阶结构模态参数,通过模态柔度差的方法进行结构损伤层定位;然后...     

基于广义柔度和附加质量的结构损伤识别研究

通过在结构的某些部位附加已知的集中质量块,测量附加质量后结构振动的低阶模态,把这些新的模态参数及原结构的模态参数联合起来,通过广义柔度灵敏度来建立损伤识别方程求解损伤参数。以一个桁架结构为例对所提的方法进行验证。研究结果表明,仅需要测量原结构和附加质量后结构的第一阶模态信息就可以比较准确地识别出结构的损伤,说明了所提方法的可行性,为解决大型结构的损伤识别问题提供了一条可供参考的途径。     

基于曲率模态和小波变换的结构损伤识别方法

在结构曲率模态基础上,提出了一种基于小波变换的结构损伤检测和定位方法.利用双正交小波函数对损伤前后结构的曲率模态进行小波变换,通过损伤前后小波变换系数的变化和分布情况建立了结构损伤指标,可判定损伤存在,确定损伤位置和估计损伤程度,并通过一两端简支梁的数值模拟对该方法进行了验证.     

基于曲率模态的木梁损伤定量识别

为对木结构构件局部缺陷进行 有效检测,结合试验模态分析和有限元模拟方法,对含不同位置、大小和数量孔洞缺陷的木梁 进行研究,计算其第1阶位移模态振型和曲率模态,分析木梁损伤前后的曲率模态变化,探讨 模态分析方法在木材缺陷检测中的适用性。研究结果表明:曲率模态是一个对木梁损伤比较 敏感的参数,可用于对孔洞位置、大小及数量进行定量的估计;通过降低有限元模型局部单 元的弹性模量能够较好地模拟木梁损伤,有限元模态分析和试验模态分析得到的位移模态振 型及曲率模态吻合均较好,验证了模态分析对木梁无损检测是一种有效的方法。     

运用曲率模态技术的木梁损伤定量识别

为对木结构构件局部缺陷进行有效检测,结合试验模态分析和有限元模拟方法,对含不同位置、大小和数量孔洞缺陷的木梁进行研究,计算其第1阶位移模态振型和曲率模态,分析木梁损伤前后的曲率模态变化,探讨模态分析方法在木材缺陷检测中的适用性.研究结果表明:曲率模态是一个对木梁损伤比较敏感的参数,可用于对孔洞位置、大小及数量进行定量的估计;通过降低有限元模型局部单元的弹性模量能够较好地模拟木梁损伤,有限元模态分析和试验模态分析得到的位移模态振型及曲率模态吻合均较好,验证了模态分析对木梁无损检测是一种有效的方法.     

基于应变模态差的管道损伤识别仿真

对具有一定程度损伤的管道,常规的结构有限元分析或实验模态分析得到的位移模态和固有频率难以有效反映管道的损伤状况.为了提高诊断的有效性及可靠性,采用结构损伤前、后的单元应变模态差作为管道损伤定位的识别指标.利用有限元分析软件Ansys对同一单元不同程度损伤、同程度多损伤的管道进行数值模拟分析,提取不同状况下的应变模态分别与正常状况下的应变模态进行差值分析.结果表明,应变模态差的方法能够较好地对管道的单损伤和多损伤位置进行识别.     

大型复杂结构损伤识别两步法研究

基于模型修正技术及模态柔度曲率差方法提出了一种解决大型复杂结构损伤识别问题的两步法。首先运用基于模型修正的损伤识别方法进行模糊识别,通过建立带约束边界非线性最小二乘目标函数,极小化结构实测模态与解析模态之间的误差,将损伤识别问题转化为优化问题,并采用信赖域方法求解该优化问题,识别出损伤所属单元组。然后运用模态柔度曲率差方法,对损伤进行精确定位。对某导弹发射台骨架的数值仿真及试验研究结果表明,该损伤识别两步法识别效果较为理想,为解决大型复杂结构的损伤识别问题提供了新思路。     

基于应变模态差和神经网络的管道损伤识别

应变模态差对结构微小损伤具有很高的敏感性且对结构损伤处具有较高的定位识别率,故在工程实际中可以利用其对管道进行损伤识别。然而,应变模态差只能定性地反映结构的损伤程度,并不能直接量化损伤结构的损伤程度,故采用神经网络和应变模态差相结合的方法对损伤管道进行损伤位置和损伤程度的识别。利用有限元分析软件ANSYS进行模态分析提取管道的应变模态参数,并把管道损伤前后的应变模态差作为神经网络的输入参数,以损伤位置和损伤程度作为神经网络的输出参数,对损伤管道分别进行单损伤和双损伤的损伤定位和程度识别。研究结果表明,利用应变模态差和神经网络相结合的方法能够准确识别出管道的损伤位置以及损伤程度。     

损伤结构的实验曲率模态研究

为探讨基于振动模态分析的结构无损检测技术，把曲率模态应用于单向板这样的承弯结构，从理论上验证了该指标的变化是结构损伤程度和位置的函数。通过有限元数值模拟和单向板破坏实验，证明了利用该指标对判断承弯结构的损伤效果显著。该方法的进一步完善使利用振动诊断技术对大型结构进行无损检测成为可能。     

损伤结构的曲率模态分析

基于结构有限元分析软件ANSYS得到的结构位移模态分析数据，针对具有不同损伤状况的悬臂梁进行了结构曲率模态分析。研究结果表明，曲率模态分析技术不仅能准确诊断悬臂梁损伤位置，而且可以判断悬臂梁的损伤程度。仿真结果表明，本文提出的曲率模态幅值突变系数与结构损伤程度之间具有较好的线性相关性。     

基于类柔度矩阵差值的结构损伤诊断方法

提出了一种基于类柔度矩阵差值的结构损伤诊断方法。其是用结构损伤前和损伤后的类柔度矩阵差值作为诊断损伤的敏感因子。详细讨论了该诊断方法,并用仿真算例说明了这种方法的有效性和可行性,并用实验验证了这种方法的有效性和可行性。     

结构损伤识别的联合灵敏度方法研究

提出一种联合灵敏度方法用于结构的损伤识别中,该方法将频率、振型和柔度三种灵敏度结合起来,可以获得更多的方程来求解损伤参数。利用数值算例对所提方法进行验证,并将所得计算结果与特征对灵敏度方法计算结果进行比较。结果表明所提方法是合理可行的。     

基于坐标转换法的3-RRR并联微动机构柔度矩阵建模

全柔性机构的柔度矩阵建模是进行全柔性机构分析的基础,以3-RRR全柔性并联机构为例,基于坐标变换法推导柔性机构的柔度矩阵模型建立过程,应用ANSYS 12.0软件对柔性机构进行有限元分析,验证了柔度矩阵的正确性。此方法有利于柔性机构柔度的计算和分析,为柔性机构的运动学、动力学分析提供了方便。     

曲率模态在钢筋混凝土梁损伤检测的应用研究

利用有限元软件,建立了某钢筋混凝土简支梁不同位置损伤的模型,通过降低弹性模量的方法模拟模型的损伤程度,分别对损伤不同程度的模型进行了模态分析,结合曲率模态理论,求解模型相应的曲率模态。研究结果表明,梁的频率与位移模态对梁的局部损伤均不敏感,而由位移模态进一步推导得到的梁的曲率模态对梁的局部损伤较敏感。曲率模态可为梁的健康诊断提供可靠的依据。