基于模態(tài)分析的工程結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究.pdf

1、模態(tài)參數(shù)反映了工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度以及阻尼的信息。若有局部損傷的存在，工程結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)就會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變，通過(guò)監(jiān)測(cè)工程結(jié)構(gòu)的模態(tài)信息即可獲得其狀態(tài)信息，因此，利用分析工程結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)可以進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別診斷。本文主要進(jìn)行了以下工作： 1．分析了模態(tài)柔度差值對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了損傷識(shí)別方法的特點(diǎn)。采用簡(jiǎn)支梁的單元體剛度下降的方式模擬梁不同程度、不同位置的損傷狀況。利用模態(tài)柔度差值對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別。雖然利用模態(tài)柔度差值比利用結(jié)構(gòu)固

2、有頻率和固有振型對(duì)損傷有著更好的識(shí)別效果，但通常都需要用到工程結(jié)構(gòu)損傷前的模態(tài)信息，因此一般用于大型工程結(jié)構(gòu)的適時(shí)監(jiān)測(cè)，在工程結(jié)構(gòu)中一般受到檢測(cè)條件約束。 2．分析了利用曲率模態(tài)振型進(jìn)行損傷識(shí)別的特點(diǎn)。對(duì)簡(jiǎn)支梁進(jìn)行損傷識(shí)別時(shí)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)工程結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷時(shí)，位移模態(tài)振型曲線的變化很小，難以識(shí)別結(jié)構(gòu)的損傷狀況：而曲率模態(tài)振型對(duì)工程結(jié)構(gòu)的損傷很敏感，利用曲率模態(tài)振型進(jìn)行損傷識(shí)別可以有更好的效果。而且曲率模態(tài)法不依賴結(jié)構(gòu)損傷前的原始參數(shù)，不

3、同程度的損傷能表征為曲率的突變，僅需依據(jù)損傷點(diǎn)的曲率突變就能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別。但不足之處是：曲率突變?cè)跀?shù)值上的變化難以評(píng)價(jià)，存在漏判的現(xiàn)象。需要借助于多階曲率模態(tài)分別對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，工作量大，過(guò)程復(fù)雜，這在實(shí)際應(yīng)用中也有一定的局限性。 3．提出了利用柔度差值曲率進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的原理和方法，選用簡(jiǎn)支梁和懸臂梁的模擬損傷實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)分析，得到了較為滿意的結(jié)果：同一單元產(chǎn)生不同程度損傷時(shí)，損傷單元柔度差值曲率隨著損傷加重而增大