基于叠加曲率模态改变率的梁结构损伤诊断

通过理论分析证明曲率模态差指标存在两个不足：一是对曲率模态节点处损伤不够敏感,二是不能有效反映损伤程度。对曲率模态差指标进行改进,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。采用连续梁算例进行对比验证,结果表明新指标能够同时反映损伤位置和损伤程度,较曲率模态差指标更加优越。最后提出了基于新指标的单元损伤因子估算方法并验证了有效性。     

梁裂缝损伤检测的模态应变能法及试验研究

结构裂缝存在将使其局部刚度减少,而局部刚度下降与其固有频率变化紧密相关。应变能对局部损伤较固有频率更为敏感。把结构遭受裂缝损伤的应变能变化量作为损伤指标,提出一种全新的无损裂缝识别方法。并把影响损伤指标因素与假设检验相结合,利用参数假设检验进行识别结果验证。用简支梁模型进行模态试验,将梁损伤前、后的模态参数提取,并用该方法进行裂缝位置及裂缝深度参数的识别。结果表明,该损伤检测方法识别结果精度较高,将其用于裂缝损伤检测是可行的。     

模态曲率差法对梁结构的损伤诊断

首先在理论上证明模态曲率差法,对结构损伤识别的可行性,提出了用损伤前后的模态矢量差,来计算结构损伤因子矩阵的计算公式。为验证方法的正确性,采用一个标准梁算例给予验证,算例表明该方法对结构的损伤位置和损伤程度具有准确的识别能力。并在此基础上,根据两个线性假设,提出了一种可用于评价结构寿命的简易、有效的计算方法。     

利用模态试验数据进行结构损伤评估

本文提出了一套利用模态测试数据进行结构损伤评估的算法，该算法分两步进行结构的损伤评估。首先，用两种方法进行损伤位置的判定，它们的一个显著特点是不需要大量的结构信息来建立相应的结构整体数值模型，第一种方法采用了摄动解法，在鉴别损伤位置时不需用总体刚度矩阵与质量矩阵；第二种方法鉴别过程中只用到质量矩阵，而后，利用二次规划最优化模型进行损伤程度的计算，文章最后用数值算例检验了上述方法的效率。     

结构损伤对固有模态的影响及诊断

通过引入损伤诱导矢量,作者构造一种基于模态测试数据诊断结构损伤的新方法。利用损伤诱导矢量能迅速排除无损伤元素,缩小识别范围。通过计算损伤诱导矢量与它的最佳矢量之间的距离识别损伤位置,通过计算结构刚度和质量的损失确定损伤程度。该方法计算量小,能诊断结构的微小损伤。文中以浅拱为例,分析了损伤位置及程度对固有频率的影响,给出各种损伤情况下的诊断结果,以说明其有效性。     

利用模态试验参数识别结构损伤的神经网络法

利用结构位移模态试验和应变模态试验参数和神经网络方法对结构损伤定位和定量辨识问题进行了研究。为获得对结构损伤更加敏感的结构损伤识别指标,在分析现有识别指标的基础上,提出了用于神经网络方法的六种基于结构模态试验参数的损伤识别指标,并对它们进行了实例识别和比较研究。它们均能对结构的损伤进行预报,其中应变类型的损伤识别指标对结构损伤的敏感度比位移类型的损伤识别指标高。     

改进模态应变能法在混凝土组合箱梁桥损伤诊断中的应用

为提高结构损伤识别方法的准确性和对噪声的鲁棒性,将多源信息融合技术引入到结构损伤识别方法中。针对模态应变能法诊断结构损伤一般需要完备模态的特点,采用信息融合技术对各阶模态应变能进行融合,建立了基于信息融合的改进的模态应变能法。通过对一座预应力混凝土组合箱梁桥损伤识别数值算例的分析,可以看出该方法具有良好的损伤敏感性,仅需要较少的低阶模态就可识别结构的早期损伤;同时,该方法具有噪声鲁棒性,当加入噪声等于或小于10%时可以准确识别结构的早期损伤。因此该文提出的基于信息融合的改进的模态应变能法具有较好的工程实用性。     

利用模态参数进行弹性薄板的损伤识别

以一四边简支矩形弹性薄板为研究对象，通过数值计算得到板损伤前后的多阶模态，进而利用板损伤前后的位移振型比及柔度差来进行板的损伤识别研究。结果表明一阶振型比及柔度差均可用于结构损伤的检测与定位，并能大致判断损伤的程度。其中又以一阶位移振型比的精度为优。     

基于模态应变能与神经网络的地下拱形结构损伤诊断

地下拱形结构是人防工程的重要结构形式,其损伤诊断是人防工程进行安全性评定的一个重要环节。基于地下拱形结构损伤前后动力特性的分析,证明模态应变能变化对单元损伤的敏感性。定义单元模态应变能变化率,并将其作为人防结构损伤诊断的标识量,通过标识量对损伤进行初步定位,然后采用BP神经网络来确定受损位置的损伤程度。以一典型的人防工程为算例,通过对其在不同损伤情况下计算结果的分析和讨论,说明本文所提出的方法是有效可行的,它可以准确完成地下拱形结构的损伤诊断。     

基于模态应变能耗散率理论的结构损伤识别方法

本提出了基于模态应变能耗散率理论的一种新的结构损伤识别方法。表示结构损伤的损伤变量的概念来自于材料领域，并推广到了构件和结构；在此基础上，结构单元的损伤变量是通过建立模态应变能耗散率和相应的结构损伤前后的应变能变化的关系而获得。该方法所要求的结构损伤前后的振型模态可以是不完备的。对测量噪声的影响具有较强的鲁棒性。最后，通过数值算例的分析结果说明，该方法简便、有效，可定位结构的损伤和识别损伤的程度。     

不同跨径比的两跨连续梁的模态分析试验

介绍两跨连续梁不同跨径比对振型的影响,并讨论冲击系数的取值。采用槽型梁作为连续梁模型,利用Midas有限元分析软件和DASP设备分别对连续梁进行模态分析,得出不同跨径比下连续梁的前3阶振型及其频率,并将Midas计算结果与试验结果进行对比,证实振型变化的真实性。结果表明,第2、3阶振型随着跨径比减小会出现转折,中支点振型的曲率发生变化;考虑跨中正弯矩效应时,冲击系数宜按照《桥规》采用基频计算;考虑中支点负弯矩效应时,冲击系数应采用第二或第3阶频率计算。     

利用模态柔度曲率差识别框架的损伤

采用结构模态参数进行损伤识别是研究较早，应用较多的无损探伤检测方法。提出了一种称为模态柔度曲率差的损伤检测指标。该指标利用模态柔度，不仅比频率和振型更敏感，而且对高阶模态的依赖大为减小。此外，曲率的采用也增加了其对损伤的敏感程度。对两个框架有限元模型进行了分析，详细比较了该指标和振型曲率改变率等其它一些指标在不同的损伤分布和损伤程度下的损伤识别效果，发现模态柔度曲率差识别效果最好，结果最稳定。     

基于应变模态差分原理的直接定位损伤指标法

目前应变类损伤指标大多数只能利用损伤前后的模态参数进行损伤定位，但要得到损伤前的模态数据非常困难，难以在土木工程中推广应用。为此提出了无健康标准下基于损伤应变模态差分原理的直接定位损伤指标法ISMSD（Strain Mode Shape Difference），只需利用损伤后应变模态数据即能定位损伤。推导了损伤应变模态等间距和不等间距差分格式。在综合考虑相邻两有效极值点间有效距离比、有效极值之差绝对值、有效极值绝对最大值的基础上，建立了直接定位损伤指标数学模型。根据理论推导和数值仿真统计分析，提出损伤位置判定准则：若某点的每阶指标值均最大，则该点有损伤；若某点的某阶或多阶指标值越大，则该点损伤可能性越大；对于某阶节点损伤，则可通过其余阶的指标值定位损伤。该指标能正确地判定损伤位置，尤其是损伤量较小情况。     

纯模态试验方法在车辆中仿真分析中的应用

高速车辆结构复杂,目前通过计算机仿真获取其结构特性,仍然十分困难。获得结构动态特性,主要是靠模态试验来完成的。本文论述了一种获取结构特性的计算机仿真方法,及其实现的基本算法。运用多点激励方法及建立各测点非共振分量为最小值为目标函数的适调力方法。仿真结果表明,该方法简单,事后处理工作量小,可信度高。     

基于白车身模态实验的某SRV NVH研究

试验模态分析技术是获得结构动态特性的一种重要方法。将试验模态技术应用到某SRV白车身的结构动态分析中,并通过对白车身模态和车内噪声优势频率的关联分析,确定该白车身模态分布对车内噪声峰值的影响,从而通过改变白车身的某些局部结构,降低车内噪声峰值,提高整车NVH水平。     

基于伪比能的梁式结构损伤识别

基于结构动应变测试数据,直接在时域内对梁式结构进行损伤识别.相对加速度、位移而言,应变对结构损伤更为敏感,故采用结构动应变测试数据;利用小波包变换,对结构各测点动应变数据进行分析;引入"伪比能"(PSED)概念,提出"平均伪比能"(APSED)和"平均伪比能变化率"(APSEDR)指标,计算后获得结构损伤信息;利用多项式最小二乘法曲线拟合,避免了获取在役结构损伤前信息的困难.数值分析表明:本方法仅凭结构损伤后信息能准确识别结构损伤位置和损伤程度,并具有良好的噪声鲁棒性.     

带边界条件损伤简支梁振动模态分析

将简支梁的损伤比拟成扭簧，给出了考虑边界条件的损伤简支梁的振动特征方程。该方程的建立可以用于考查损伤对简支梁振动模态影响，对桥梁结构损伤识别具有参考意义。