基于模態(tài)分析理論的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究.pdf

1、隨著中國(guó)交通事業(yè)的快速發(fā)展,特大型橋梁結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn),新舊橋梁數(shù)量日益增多.為確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全,快速有效地識(shí)別出橋梁結(jié)構(gòu)可能發(fā)生損傷的部位和損傷程度,及時(shí)掌握橋梁運(yùn)營(yíng)下的健康狀況,是當(dāng)前橋梁工程研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一.該文首先闡述了結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的現(xiàn)狀,并對(duì)有關(guān)損傷識(shí)別的一些方法進(jìn)行了評(píng)價(jià),這些方法包括:固有頻率、應(yīng)變模態(tài)、模態(tài)置信度判據(jù)、柔度矩陣、小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法等.但目前的損傷識(shí)別方法普遍存在著錯(cuò)誤定位的問(wèn)題,為解決這一問(wèn)題

2、,需探究損傷原因.一般來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中,不僅受到確定性荷載的作用,同時(shí)還會(huì)受到不確定性的隨機(jī)環(huán)境因素或動(dòng)荷載的干擾.在某些特定環(huán)境下,動(dòng)荷載甚至起著主導(dǎo)作用,并有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)和破壞.然而,常規(guī)靜態(tài)意義下設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出較差的動(dòng)力特性,出乎人們預(yù)料的過(guò)早失效或破壞.將結(jié)構(gòu)本身的固有特性和外部激勵(lì)聯(lián)系在一起,運(yùn)用實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度理論,在對(duì)外部激勵(lì)進(jìn)行譜分析和識(shí)別出結(jié)構(gòu)各階模態(tài)參數(shù)的基礎(chǔ)上,分離出實(shí)際工作

3、狀態(tài)下結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)模態(tài),從而將一靜動(dòng)耦合力作用下的空間復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為各階模態(tài)相互作用下的簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)(模態(tài)形態(tài)下)問(wèn)題進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)強(qiáng)度分析.論文第4章將實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析原理和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度理論結(jié)合、利用現(xiàn)有理論,將靜力問(wèn)題視為動(dòng)力問(wèn)題的特例,將動(dòng)力問(wèn)題分解為各階模態(tài)下的靜力問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)靜動(dòng)力問(wèn)題的統(tǒng)一.第5章通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算及對(duì)一簡(jiǎn)支梁做實(shí)驗(yàn),比較了在簡(jiǎn)諧激勵(lì)力作用下梁上各點(diǎn)的靜動(dòng)耦合應(yīng)力的大小.得到以下結(jié)論:(1)結(jié)構(gòu)的破壞和環(huán)境的影響密不可