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。     

悬索桥加劲梁的风振特性及损伤识别研究

悬索桥服役一段时间以后,在风荷载的作用下将造成主要构件加劲梁抗弯刚度的削弱进而导致结构损伤。对悬索桥的主要构件加劲梁进行分析,得出加劲梁在侧向风荷载作用下的振动特性,并利用损伤结构柔度差值曲率的变化对其进行损伤识别。     

基于柔度矩阵主对角斜率的结构损伤识别方法

基于柔度矩阵的结构损伤识别指标可以有效识别结构损伤,且敏感性优于模态振型及频率类指标。本文提出基于柔度矩阵主对角元素斜率的两个新损伤识别指标:柔度矩阵斜率差(FSD)和柔度矩阵差斜率(FDS),通过提取损伤前后结构柔度矩阵主对角线斜率差值的与柔度差矩阵主对角线元素斜率差得到。通过简支梁和连续梁算例,在不同工况下对新指标识别效果进行验证。研究结果表明:FSD指标和FDS指标可以精确识别简支梁和连续梁损伤的发生,有效定位损伤,定性反映损伤程度。FDS相对于FSD识别结果更稳定,损伤识别效果更好,对快速判定损伤发生、定位最危险点具有一定优势。     

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。     

谈石油井架结构损伤识别的方法

综述了近几年来石油井架结构损伤识别技术的方法,包括基于固有频率变化法对石油井架结构进行损伤识别、基于柔度矩阵差值法和柔度曲率法对石油井架结构进行损伤识别和基于位移模态差值法和曲率模态差值法对石油井架结构进行损伤识别,并对各种损伤识别方法进行了评述,最后指出了对石油井架进行损伤识别过程中有待解决的问题及其发展趋势。     

基于柔度矩阵和模糊模式方法的结构损伤识别研究

根据工程结构损伤识别的特点,提出一种分步识别结构损伤的方法,首先利用测试模态参数,确定结构柔度矩阵,并通过损伤前后柔度矩阵变化特点确定结构损伤位置,然后在确定损伤位置的基础上,通过模糊模式识别方法对结构损伤程度进行识别,最后通过对一个桁架结构的算例表明,该识别方法稳定性好,抗噪声能力强,能较准确地识别结构的损伤程度,在工程应用中具有一定的实用价值。     

基于柔度差法的斜拉桥损伤识别

通过数值模拟建立有限元模型并模拟损伤,采用柔度差法对某斜拉桥算例进行损伤识别,经过数值试验的验证,损伤效果较好,证实该柔度差法可以实现对大型斜拉桥结构的损伤识别。     

基于改进鲸鱼算法和模态柔度的两阶段结构损伤识别

本文在引入两阶段损伤识别方法的基础上,结合模态柔度和鲸鱼算法,提出了一种新的结构损伤识别方法.即将损伤定位与量化损伤程度分开的损伤识别两步法.第一步,定位出结构发生损伤的位置,提出了一种基于模态柔度的新指标:叠加模态柔度差曲率(SMFC)来确定结构中发生损伤的位置.该指标的计算,首先是分别计算损伤前、后的结构模态柔度,...     

基于柔度差和变形曲率的损伤定位识别方法研究

文章介绍了柔度差和变形曲率用于结构损伤识别的理论.通过对一个简支梁的仿真计算表明,两种方法均能对单个损伤单元进行定位,并随着损伤程度的增大识别愈加明显,但对于多位置损伤识别,变形曲率法比柔度差值法更精确,且不需要健康结构的信息作为基线,适合工程损伤的快速动力学检测.     

浅谈梁的损伤识别方法

以筒支梁桥为例进行了有限元仿真分析，基于柔度法研究了桥梁结构多位置损伤识别方法，结果表明柔度曲率能够进行损伤识别。     

变刚度框架—剪力墙结构抗地震荷载剪力墙数量的优化分析

本文用微分方程法导出结构单元矩阵,根据相邻两个计算单元的协调条件推导出传递矩阵。以结构基础的边界条件为初始值,通过传递矩阵从下而上传导到结构的顶部,再由其顶部边界条件求出第一单元位移及内力,从而求出考虑剪力墙剪切、弯曲变形时的结构变形和内力。文中介绍了用矩阵传导法形成柔度矩阵,用迭代法求结构的自振周期,以及等效地震荷载的换算。在表达了目标函数和约束条件的式子以后,建立了确定剪力墙最优数量的数学模型。最后通过工程实例来说明本文的方法。     

Damage detection in beam-like structures using static shear energy redistribution

In this study, a static shear energy algorithm is presented for the damage assessment of beam-like structures. According to the energy release principle, the strain energy of a damaged element suddenly changes when structural damage occurs. Therefore, the change in the static shear energy is employed to determine the damage locations in beam-like structures. The static shear energy is derived from the spectral factorization of the elementary stiffness matrix and structural deflection variation. The advantage of using shear energy as opposed to total energy is that only a few deflection data points of the beam structure are required during the process of damage identification. Another advantage of the proposed approach is that damage detection can be performed without establishing a structural finite-element model in advance. The proposed technique is first validated using a numerical example with single, multiple, and adjacent damage scenarios. A channel steel beam and rectangular concrete beam are employed as experimental cases to further verify the proposed approach. The results of the simulation and experiment examples indicate that the proposed algorithm provides a simple and effective method for defect localization in beam-like structures.     

基于改进指标的结构损伤程度识别研究

传统的基于频率的损伤程度识别指标是通过忽略结构运动摄动方程的二阶项得到的,在用于结构的损伤程度识别时,误差较大。基于结构运动方程,推导改进的损伤程度识别指标。以钢桁悬臂梁结构进行数值模拟试验,结果表明,所建议的改进方法指标较原来方法指标更为有效。     

结构损伤区域推断的判别分析法

在结构损伤的系统识别中 ,损伤是用结构参数的减小来反映的。由于模型误差和试验测试误差 ,并不是所有的结构参数减小反映损伤的存在。为此 ,提出的损伤区域的判别分析法将每一个可能的损伤状态定义为一个随机总体 ,通过比较样本到每一个总体的距离来确定样品与哪个总体最靠近 ,进而对损伤区域作出判断。这一方法可以避免确定损伤单元数量时的主观判断 ,减小误判的风险。     

地脉动下对结构损伤指标修正的探讨

本文从地脉动用于结构损伤识别的特殊性出发,提出应对地脉动下的结构损伤指标进行修正,并基于刚度退化给出了修正后的损伤模型。通过对混凝土悬臂柱数值试验计算结果及受损混凝土结构模型实测数据进行分析和比较,验证了本文所做修正对提高地脉动下结构损伤识别的灵敏度和准确度是可行而且必要的。     

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。     

基于精确柔度矩阵的多肢剪内墙－框架体系的抗震分析

本文在框架剪力墙精确侧移公式的基础上建立结构的柔度矩阵，确定结构的自振周期和振型，按照实际的地震作用分布计算结构的作用效应和进行抗震分析。最后通过计算实例对本文方法和一些常用方法的结果进行分析和讨论。     

Decentralized damage identification using wavelet signal analysis embedded on wireless smart sensors

In this paper, a decentralized damage identification method using wavelet signal analysis tools embedded on wireless smart sensors (Imote2) has been proposed and experimentally validated. The damage identification analysis is decentralized by calculating discrete wavelet coefficients for acceleration in Imote2 sensors and transmitting the wavelet coefficients to a base station for damage identification through wavelet entropy indices. The wavelet entropy is modified to serve as a damage-sensitive signature that can be obtained both at different spatial locations and time stations to indicate existence of damage. It is known that wavelet-based approaches have clear advantages over Fourier transform-based ones for damage identification, since the wavelet transform allows for a wider choice of basis functions. This flexibility allows the wavelet transform to isolate changes in a signal that may be difficult to detect using other transform methods. To assess the reliability of the measurement signals, the wireless sensors have been compared with reference wired sensors. The proposed decentralized method for damage identification is verified via experimental tests using two laboratory structures: a three-story shear building structure and a three-dimensional truss bridge structure.     

非对称框—剪结构动力分析

框剪结构是一种使用功能和力学性能兼优的结构。本文将剪力墙视为悬臂薄壁构件;将框架视为多层剪切模型,利用结构矩阵理论推出一系列非对称框剪结构的刚度矩阵公式,然后利用拉格朗日方程得矩阵形式的结构动力方程,最后对一个四十三层非对称框剪结构模型进行动力计算,其结果与实验结果较接近。