結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別及監(jiān)測(cè)門(mén)檻值分級(jí)研究.pdf

1、大型橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要任務(wù)是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，確定損傷是否存在，以及損傷發(fā)生的位置，并評(píng)估結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與監(jiān)測(cè)門(mén)檻值分級(jí)涉及橋梁檢定規(guī)范、振動(dòng)理論、傳感技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、系統(tǒng)辨識(shí)理論、信號(hào)分析與處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、評(píng)估理論等學(xué)科，是一多學(xué)科交叉的綜合體系，研究難度很大，但其具有的明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)意義和廣闊的應(yīng)用前景已得到廣泛認(rèn)可。因此，結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與門(mén)檻值分級(jí)研究具有積極的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本

2、文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)損傷的識(shí)別方法之后，提出了多種方法對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別進(jìn)行研究?？紤]結(jié)構(gòu)非線性振動(dòng)的影響，利用Hilbert-Huang變換對(duì)非線性結(jié)構(gòu)的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行分析，并對(duì)結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)門(mén)檻值分級(jí)進(jìn)行了研究。論文主要工作和研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)回顧了國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了模態(tài)域、時(shí)頻域及基于非線性振動(dòng)的損傷識(shí)別方法，對(duì)損傷識(shí)別面臨的挑戰(zhàn)和困難進(jìn)行了總結(jié)。
　　(2)對(duì)結(jié)構(gòu)呼吸裂紋引起的非線性效應(yīng)進(jìn)行分析，

3、研究了裂紋的呼吸效應(yīng)，基于非線性振動(dòng)對(duì)懸臂梁進(jìn)行了損傷識(shí)別。在ANSYS中利用接觸單元對(duì)呼吸裂紋進(jìn)行模擬，利用EMD分別分解自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)的加速度響應(yīng)信號(hào)，計(jì)算前兩階IMF(Intrinsic mode function)分量的時(shí)域能量比。計(jì)算結(jié)果表明，呼吸裂紋會(huì)引起加速度響應(yīng)中出現(xiàn)高次諧波，越靠近損傷點(diǎn)，高次諧波的影響越大。由此，可以判斷損傷的大概位置。
　　(3)提出了基于奇異值熵理論的損傷識(shí)別方法。以6自由度的彈簧-質(zhì)量

4、-阻尼系統(tǒng)為例，對(duì)其位移響應(yīng)信號(hào)的IMF分量構(gòu)造奇異值熵，根據(jù)奇異值熵在損傷前后的變化判斷損傷位置。同時(shí)，分析了噪聲的影響，結(jié)果表明該方法具有較好的抗噪性。
　　(4)提出了基于核主元分析的損傷識(shí)別方法。對(duì)20自由度的彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)的頻響函數(shù)提取核主元作為損傷指標(biāo)，根據(jù)結(jié)構(gòu)損傷前后核主元的變化判斷損傷位置。此外，該方法抗噪性能良好。
　　(5)提出了基于Fisher最優(yōu)分割的橋梁健康監(jiān)測(cè)門(mén)檻值分級(jí)方法。以南京長(zhǎng)江大橋南