基于模态扩阶法的结构损伤识别方法应用研究

动力参数法诊断结构损伤时往往需要完整的自由度信息,而在实际工程中很难测量到结构的全部自由度信息.以一钢筋混凝土简支粱为例,通过模态扩阶法将实测的不完备信息扩充到完备的实测信息,使理论自由度与实测自由度相匹配,在此基础上用振型转角差法和模态应变能法对该简支梁结构进行损伤识别.结果表明利用振型转角差法和模态应变能法均较好地...     

基于模态应变能的梁结构损伤识别

单元模态应变能法诊断结构损伤时理论上需要完整振型,而实测振型往往是不完备的。本文以梁结构为例,基于理论自由度和实测自由度相匹配的原则,对不完备振型信息进行扩充处理,然后再应用模态应变能的方法进行损伤识别。结果表明,当仅测得不完备的振型信息时,单元模态应变能法能很好应用于结构损伤识别,为实际工程的损伤检测提供了依据。     

基于振型扩充的模态应变能法在结构损伤识别中的应用

单元模态应变能法诊断结构损伤时需要完整振型,而实测振型往往是不完备的.以平面框架和板为例,基于理论自由度和实测自由度相匹配的原则,对不完备的实测振型信息扩充后进行损伤识别.结果表明,当仅测得不完备的振型向量时,单元模态应变能法能很好地对损伤结构进行破损位置和程度的识别.该方法简单易行,可为实际工程应用提供参考.     

自由度匹配技术在框架结构损伤识别中的应用研究

实测自由度与理论自由度不匹配是结构损伤识别技术应用于实际工程中的一大难题,模型缩聚和模态扩阶技术是解决这一问题的主要方法。通过单层框架结构有限元模型的数值模拟,利用振型转角差损伤识别方法,较好地实现了测试信息不完备情况下的框架结构损伤识别。结果表明,利用Guyan减缩法与模态扩阶法进行自由度匹配后再进行损伤识别,其结果非常准确,可以应用于框架结构的损伤识别。     

残余力向量矩阵变化率的损伤诊断法

为降低损伤诊断时模态数据不完备对损伤识别结果精度的影响,提出一种运用残余力向量矩阵变化率的损伤检测法。采用缩聚法对结构自由度进行缩减,并推导出结构自由度缩聚后的残余力向量表达式。通过利用结构损伤前、后的前几阶模态参数计算出受损结构的残余力向量变化率矩阵,取变化率矩阵每行元素最大值的绝对值作为改进的残余力向量。算例研究表明:在考虑随机噪音的影响下,无论单处损伤还是多处损伤该方法的损伤识别结果精度均高于传统的残余力向量法。验证了该方法具有良好的损伤定位性能和鲁棒性,其损伤识别结果可靠性高,具有较高的实际应用价值。     

考虑粗糙度影响间接测量梁刚度的损伤识别方法参数研究

利用检测车在桥梁上运行可进行桥梁结构损伤识别,针对该间接测量技术的诸多局限性问题,基于车桥耦合模型,提出了通过检测车在桥梁上运行,利用安装在检测车辆上的传感器所得的动力响应信号来识别梁单元弯曲刚度,进而进行结构损伤识别的间接测量方法。在此基础上,考虑了路面粗糙度等因素对间接量测方法的影响,以均匀设计法和控制变量法为研究工具,通过数值模拟对检测车速度、检测车质量、检测车阻尼、桥梁模态阻尼比等4个参数进行研究分析。研究结果表明,检测车质量、检测车阻尼,以及桥梁阻尼比等相关参数在适当的范围,可以大幅度提高该方法的使用效果,进而有助于推动间接量测技术在桥梁结构损伤识别中的实际应用。     

基于时域方法的结构状态评估

应用两阶段识别方法,对结构状态进行评估。第一阶段,利用结构不完备测量信息,对结构外荷载进行识别,基于识别的外荷载重构结构时程信息。第二阶段,利用测量时程和重构时程,基于时域灵敏度方法,对结构损伤识别。应用IIRS模型缩聚方法,将8层砌体结构缩聚成8个自由度的剪切型模型。在数值仿真计算中,基于砌体结构的不完备地震时程响应记录,对地震荷载进行识别,并对结构损伤状况进行评估。结果证明,即使在有噪声的情况下,提出的结构状态方法依然能够很好的重构结构响应,并能识别地震荷载和结构损伤程度、位置,较好的计算出损伤程度。     

大型桥梁结构损伤识别方法研究

结构损伤识别是大型桥梁综合监测系统的重要任何之一。本文介绍利用结构振动实测数据并借助于有限元模型修正技术进行桥梁结构识别的方法，包括几种用于结构损伤识别的模型修正算法，并给出解决实测自由度不足问题的两种方法，然后通过对一试验模型的模拟损伤试验，调查各理论方法的有效性和在实际结构检测中的运用情况。     

平衡悬臂法对混凝土桥梁长期影响的监测

平衡悬臂法是大跨度混凝土桥梁施工中最常用的方法之一，非均质混凝土结构在架设过程中随着结构体系的变化，对变形和应力的实时预测非常敏感，而长期监测系统已成为及时获取结构实际受力和变形水平的基本信息的重要工具。结合工程实例，介绍桥梁结构长期监测的经验，并考虑实际荷载历史和结构方案的变化进行结构分析，对预应力混凝土结构的预期性能预测，将记录的应变发展与数值模型结果进行比较。     

一种框架结构损伤诊断两步法

提出了一种仅用限模态信息的结构损伤诊断两步法。第一步,利用测量自由度正则化损伤指标向量得到损伤构件的大致区域。第二步,在第一步选定的区域内,利用设计灵敏度技术对可能的损伤构件进行定位、定量分析。利用四层平面框架进行了数值模拟,建立四层平面框架的有限元模型,用不同单元弹性模量的降低来模拟各种不同的损伤工况,并对每种损伤工况进行了损伤位置和损伤程度的诊断,数值模拟结果表明,本文所提出的结构损伤诊断的两步法是可行的。