基于模態(tài)參數(shù)的結(jié)構(gòu)損傷識別研究

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1、萬方數(shù)據(jù)學(xué)校代號：10536學(xué)號：11102030236密級：公開長沙理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于模態(tài)參數(shù)的結(jié)構(gòu)損傷識別研究學(xué)位申請人姓名盆墨盤指導(dǎo)教師筮玉鴻麴援所在學(xué)院±盔皇建筑堂瞳專業(yè)名稱結(jié)撿工猩論文提交日期2Q!壘生壘旦論文答辯日期2Q!壘生§旦答辯委員會主席塹送王熬握萬方數(shù)據(jù)ResearchonStructureDamageIdentificationBasedonModalParametersbyXUDaIldanB．E．fHunanCityUniversity)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequire

2、mentsforthedegreeofMasterofScienceStructuralEngineeringChangshaUniversityofScience&TechnologySupervisorProfessorXuFeihongMay，2014萬方數(shù)據(jù)長沙理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：絳

3、丹丹日期：幼畢年占月z7日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)長沙理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)信息研究所將本論文收錄到《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會公眾提供信息服務(wù)。本學(xué)位論文屬于1、保密口，在——年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密團。(請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“4”)作者簽名：徐以再日期：加I≯年歹月刁日導(dǎo)師簽名：乏怖扣參日

4、期：2。I牛年，月巧日萬方數(shù)據(jù)摘要梁和板是房建、橋梁等建筑結(jié)構(gòu)中常見的結(jié)構(gòu)物。當其遭受地震、火災(zāi)和疲勞荷載作用時會產(chǎn)生損傷，并會逐漸影響結(jié)構(gòu)的安全性，嚴重時可能引發(fā)災(zāi)難性的事故，給社會帶來很大的經(jīng)濟損失。因此，對梁板結(jié)構(gòu)進行損傷識別已成為一項重要的課題。結(jié)構(gòu)損傷會引起結(jié)構(gòu)物理參數(shù)(剛度、質(zhì)量和阻尼)的改變。因為結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)(頻率、振型)是物理參數(shù)的函數(shù)，故損傷一定也會引起結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的變化。利用結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)變化的損傷識別問題，可歸結(jié)為基于模態(tài)參數(shù)組合的優(yōu)化問題。本文考慮到結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)與損傷識別的必然關(guān)系，將損傷前后的模態(tài)參數(shù)用數(shù)學(xué)表達式重新組合，構(gòu)造出結(jié)構(gòu)的損傷標示量，分別

5、對梁板結(jié)構(gòu)的損傷識別問題進行研究。本文以梁為研究對象，利用梁結(jié)構(gòu)損傷前后的柔度陣變化，構(gòu)造出基于損傷前后柔度陣部分對角線元素的變化率的損傷標示量；再借助有限元軟件建立了帶損傷的連續(xù)梁模型，經(jīng)過有限元軟件處理后得到結(jié)構(gòu)剛度矩陣；再通過編程處理，畫出不同工況損傷下梁的標示量圖，從而定位梁的損傷位置。本文以板為研究對象，基于結(jié)構(gòu)損傷前后的振型、頻率變化的特點，構(gòu)造出以振型和頻率組合的損傷標示量；利用有限元軟件建立了帶損傷的簡支板模型，經(jīng)過有限元軟件處理后得到結(jié)構(gòu)振動的振型和頻率；再通過編程處理，得到不同損傷工況下板的標示量圖，從而推斷板的損傷位置。本文的研究成果表明：梁的損傷識別

6、方法無論是對單處損傷梁、多處損傷梁和同一位置不同損傷程度梁的損傷位置都能夠精確識別；三類簡支薄板的損傷模型的算例結(jié)果也說明本文方法無論是對單損傷板還是多損傷板的損傷位置都能夠精確定位。所以，提出的方法對梁板結(jié)構(gòu)的損傷識別具有重要的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：損傷識別；有限元法；模態(tài)參數(shù)；振型；連續(xù)梁；彈性薄板萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTBeamandplateisakindofcommonengineerings咖ctureinhousingbuilding，bridgesandotherstructures．Whenthesebuildingssufferfromearthquake，

7、fireandfatigueload，theywillproducedamageandifthedamagereachtoacertainextent，itwillaffectthesafetyofthes仃ucnlre，causingcatastrophicaccidentandbringingagreateconomiclosstothesociety．So，toidentifythedamageofbeamandplatestructurehasbecomeanimportantissueIfthestruc