结构损伤的动力学识别方法研究

针对桥梁结构的安全监测和评估问题,研究了 3种结构损伤动力学检测方法,分析了柔度差方法和曲率模态法应用于损伤检测的局限性。提出柔度曲率的概念,只需结构前 2或 3阶振型和频率数据即可准确识别出结构损伤位置,并用有限元仿真实验结果验证了该方法的可行性和正确性。     

基于结构模态参数的两种损伤识别方法的比较

对结构的损伤识别方法进行了研究,以最容易获得的结构动态参数频率为基础。研究采用柔度差作为识别指标,对结构的损伤进行判断定位。以一简支梁为例,通过有限元数值模拟了不同程度的损伤,分别提取结构损伤前后的低阶频率。然后分别采用一阶振型指标和柔度差指标进行损伤定位。结果表明,柔度差指标优于一阶振型指标能够更好地进行损伤定位。     

基于损伤柔度曲率矩阵的结构损伤识别新方法

基于模态柔度矩阵检测结构损伤的指标较多,如模态柔度差、模态柔度改变率和模态柔度曲率差等,这些指标都具有一定的有效性,然而,这些指标均需要损伤前、后的柔度矩阵,对实际工程应用有一定的限制性。通过提出一种仅基于损伤柔度曲率不需要结构损伤前的信息的新指标,分别对一个简支梁和一个两跨连续梁进行数值计算。通过数值分析结果表明:不论对单处损伤、多处损伤和轻微损伤,该指标均能清楚地判定结构的损伤位置;该指标值随着损伤程度的增加而增加,能定性地反映结构的损伤程度;新指标的抗噪性能也较好。     

基于比例柔度矩阵和改进模态曲率法的结构损伤定位研究

根据模态曲率法,并基于比例柔度矩阵,提出了一种利用平均柔度差的改进模态曲率法,结合某10层框架结构利用改进模态曲率法数值模拟损伤定位的结果,表明该改进模态曲率法能快捷简便解决柔度模态曲率法较难判断结构首尾单元损伤的问题,且保持模态曲率损伤定位的准确性。     

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。     

梁结构损伤检测的一种方法

提出了一种用于梁结构损伤检测的方法。首先利用损伤前后结构柔度矩阵的改变来确定损伤发生的位置,再使用频率灵敏度法来计算损伤程度。以简支梁为例验证了该方法,结果表明:该方法是可行的,能够用于工程实践中。     

基于简约抗侧移刚度矩阵的框剪结构动力特性计算研究

本文采用柔度法建立框架剪力墙结构的简约抗侧移刚度矩阵,利用雅可比迭代法计算结构体系的自振频率和周期,再利用振型分解反应谱法计算体系在水平地震作用下的各层内力,为实际工程的分析和设计提供理论依据。并运用Fortran语言编制PRST通用计算程序实现电算,较其他方法更为方便快捷。     

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。     

基于matlab对结构动力特性分析的求解

阐述了使用柔度法计算结构周期的原理,采用matlab语言运用柔度法对一发射塔的周期、振型进行求解,并与有限元软件计算结果进行比较,说明了此种方法使用的范围和缺陷。     

基于柔度曲率曲线的结构损伤识别方法

对柔度曲率法进行了改进,提出了基于柔度曲率曲线的结构损伤识别方法。提出了结构在健康状态下的完好柔度曲率曲线这一概念,并运用最小二乘法拟合构建该曲线;在此基础之上,进一步对结构损伤的程度进行了研究,通过损伤有效面积的大小来判断结构损伤程度。最后通过简支梁的单处和两处损伤对该方法进行了数值验证。结果表明：不需结构损伤前模态参数,该方法能够对简支梁发生单处和两处损伤进行准确定位及损伤程度分析;且损伤程度正比于损伤有效面积;同一损伤程度下,单元距离跨中位置越近损伤有效面积也越大。     

基于柔度阵的悬臂弯剪型建筑结构损伤识别方法

应用有限元方法 ,建立结构柔度矩阵 ,在柔度阵法识别结构损伤的基础上 ,构造损伤识别的二次规划模型 ,提出了一种悬臂弯剪型建筑结构的损伤识别方法。通过一个悬臂弯剪型结构损伤识别的数值模拟表明 ,只需低阶模态参数就可有效地识别结构损伤。     

梁结构的损伤识别方法研究

针对桥梁结构多为简支梁和连续梁的形式,文章使用了柔度差法对粱结构的损伤识别进行了研究.文章首先分别推导了一阶振型变化率和柔度差的识别理论;然后使用ansys有限元分析软件对简支粱和连续粱进行了损伤数值模拟,并使用此两种识别指标进行损伤识别;最后比较了两种指标的识别效果.文章还对梁结构的多处损伤进行了研究.结果表明:对于...     

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。     

采用柔度矩阵法编制锯齿形跨变排架内力程序

论述了用柔度矩阵法编制用于计算锯齿形跨变排架内力电算程序的方法及优越性,并推导出柔度方程中各系数;简述采用柔度矩阵法所编制的该结构体系内力计算程序的功能特点及工程计算实例。     

基于模态柔度输入的结构模型智能修正研究

讨论了如何基于输入参数选择和样本收集来进行结构模型的神经网络修正。提出了利用模态频率、模态振型和模态柔度组合指标作为神经网络修正的输入参数。并用悬臂梁数值模拟和巴东长江公路大桥实桥模型来进行分析验证,分别比较了不同输入参数的修正精度。最后验证了结合模态柔度可以有效地对实际结构进行修正,保证模型修正效果。     

结构动力参数的灵敏度分析

损伤一般会降低结构的刚度,增大阻尼,改变振动频率和振动模态.采用什么损伤参数更容易判断结构损伤是人们关注的热点.文中采用一个四自由度的弹簧--质量系统,通过数据计算表明以动柔度或曲率作为损伤识别参数比单独用固有频率或振型时的灵敏度高.     

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。     

基于模态柔度改变率对系杆拱桥的损伤识别

研究了适用于系杆拱桥拱肋结构的损伤识别方法,由于模态柔度对结构损伤的高灵敏性,采用模态柔度改变率作为指标,考虑各种损伤情况,运用该指标进行仿真分析,通过计算的数值表明,模态柔度改变率法可以准确有效地判断损伤位置,定性地判断同一位置处的损伤程度.     

柔性椭球及其在索杆体系结构特性分析中的应用

柔性椭球(椭圆)由结构的柔度矩阵推导而得,它可通过椭球(椭圆)的形式定性地描述出荷载改变对节点位移的影响,从而评价节点对荷载作用的敏感性.本文应用柔性椭球(椭圆)评价索杆体系结构的节点敏感性以及最不利节点.为了避免求解冗繁的结构柔度矩阵,引入节点柔度矩阵的概念,在此基础上提出一种求解节点柔度矩阵的方法,从而有效求解柔性椭球(椭圆),并编制了分析程序.     

模态分析在悬臂梁损伤识别中的应用

介绍了柔度差值、曲率模态以及柔度差值曲率在悬臂梁损伤识别中的应用原理和方法;通过试验结果揭示了三种方法对悬臂梁发生不同程度、不同位置及多处同时损伤时进行损伤识别的应用规律及内在原因.结论可对利用模态分析进行工程结构损伤识别提供一定借鉴和参考.