基于結(jié)構(gòu)動力特性的損傷檢測方法研究.pdf

1、大型結(jié)構(gòu)物在服役年限內(nèi)將受到各種荷載的相互影響而產(chǎn)生損傷，特別是當(dāng)損傷發(fā)生在結(jié)構(gòu)的重要部件上時，破壞范圍將迅速擴展，導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的失效。如果這些損傷不能及時被發(fā)現(xiàn)將有可能造成災(zāi)難性的后果。為了保證結(jié)構(gòu)的安全運營，找出一種高效、實用的結(jié)構(gòu)損傷識別方法是很有必要的。 結(jié)構(gòu)的損傷使得某些部位的剛度或質(zhì)量發(fā)生變化，進而引起其力學(xué)特性的變化。損傷識別就是根據(jù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性的變化來判斷結(jié)構(gòu)物理損傷的理論與方法。基于結(jié)構(gòu)動力特性的損傷檢測方法

2、，由于具備反映結(jié)構(gòu)整體性質(zhì)的特點，展示了傳統(tǒng)的損傷檢測方法所不具備的全局損傷檢測能力，已成為國內(nèi)外研究人員關(guān)注的熱點。 本文模擬了自升式海洋平臺與大型橋梁結(jié)構(gòu)的幾種損傷工況，首先以幾種模態(tài)分析法對結(jié)構(gòu)的損傷情況進行識別，比較并歸納了這些方法的適用范圍和對不同結(jié)構(gòu)破損檢測的靈敏程度。由于小波變換具有表征信號局部特征的能力，很適合探測信號中的瞬態(tài)反常成分，因此本文又將基于結(jié)構(gòu)動力分析的方法和小波分析方法相結(jié)合，用于結(jié)構(gòu)損傷檢測。對于

3、復(fù)雜結(jié)構(gòu)可采用分段振型的方法，為了避免采用分段方法后因邊界效應(yīng)而引起的偽破壞，本文引入了模態(tài)擴展方法。對結(jié)構(gòu)的模態(tài)進行擴展處理后，可準確地檢測到結(jié)構(gòu)端部或轉(zhuǎn)折處發(fā)生的破損。 從本文的模擬計算結(jié)果可以看出合理的選取模態(tài)類型與小波基函數(shù)，可成功地檢測到結(jié)構(gòu)的多損傷情況。此外，小波變換具有消噪的功能，它在消除非平穩(wěn)信號中高頻噪聲的同時又能較好地保留原始信號的突變信息。 到目前為止，已有很多方法被成功地應(yīng)用到結(jié)構(gòu)損傷檢測中，但它