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《基于動力特性的梁式結(jié)構(gòu)損傷識別研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、學校代碼10530學號201510181939分類號O327;TU311.3密級公開碩士學位論文基于動力特性的梁式結(jié)構(gòu)損傷識別研究學位申請人蘇彬建指導(dǎo)教師唐盛華學院名稱土木工程與力學學院學科專業(yè)結(jié)構(gòu)工程研究方向結(jié)構(gòu)損傷識別二〇一八年五月ResearchondamageidentificationofbeamstructurebasedondynamiccharacteristicsCandidateSuBinjianSupervisorTangShenghuaCollegeCollegeofCivilEngineeringandMechanicsProgr
2、amStructuralEngineeringSpecializationStructuraldamageidentificationDegreeAcademicMasterUniversityXiangtanUniversityDateMay.2018湘潭大學學位論文原創(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：
3、日期：年月日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學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)湘潭大學可以將本學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位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日摘要動力特性的結(jié)構(gòu)損傷識別方法是一種全局性、無損傷、快速監(jiān)測的方法，具有突出的優(yōu)點，而成為國內(nèi)外研究的熱點。雖然在理論上取得一系列的進展，但仍然存在許多問題。大多數(shù)損傷識別方法只能進行損傷定位和
4、定性判斷損傷程度，能反應(yīng)實際損傷程度的損傷識別方法不多，普遍存在定量誤差較大、計算復(fù)雜的特點，有些還用到基準有限元模型。此外，由于忽略實際工程應(yīng)用中存在的一些問題，使得能夠應(yīng)用于實際工程的不多。因此，研究能夠正確反應(yīng)結(jié)構(gòu)損傷位置和損傷程度的方法，是采用動力特性的損傷識別技術(shù)中一個亟待解決的問題。其中敏感性參數(shù)的選擇決定著損傷程度定量的成敗，本文在已有的理論基礎(chǔ)上，從敏感性參數(shù)選擇和建立損傷程度與敏感性指標的顯式關(guān)系出發(fā)，對簡支梁和連續(xù)梁測點間全損傷形式和測點間局部損傷形式的損傷定量進行研究，主要內(nèi)容包括：1.建立不同長高比下不同梁理論對應(yīng)的簡支梁模型，將不
5、同梁理論所求的解與彈性梁理論所求的解進行對比，分析不同梁理論的固有頻率相對誤差得出不同梁理論的適用范圍，為結(jié)構(gòu)損傷識別數(shù)值模擬驗證在模型選擇上提供參考依據(jù)。2.以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷程度定量為目的，基于位移曲率與剛度的確定關(guān)系，對結(jié)構(gòu)損傷程度定量公式進行推導(dǎo)，建立起結(jié)構(gòu)損傷程度關(guān)于位移曲率變化的顯式關(guān)系。由于位移曲率是靜力參數(shù)，存在諸多缺點，因此尋求位移曲率的動力特性指標近似表達式，從而建立損傷程度關(guān)于動力特性指標的顯式表達式。位移曲率指標的動力特性等價近似指標有均勻荷載面曲率差指標、曲率模態(tài)差指標、模態(tài)應(yīng)變差指標。由于模態(tài)應(yīng)變差指標需應(yīng)變片靠近損傷區(qū)時才比較敏感
6、，因此不對模態(tài)應(yīng)變進行研究。3.針對實際工程中損傷具有任意性，基于串聯(lián)彈簧原理和線剛度思想提出測點等效線剛度損傷程度，建立測點等效線剛度損傷程度識別值與局部實際損傷程度之間的關(guān)系，基于線性插值原理提出損傷區(qū)間中間位置定位公式，基于位移疊加原理提出任意損傷長度定長公式，實現(xiàn)簡支梁任意損傷長度的損傷程度識別。而對于連續(xù)梁由于彎矩重分布的影響，其任意損傷長度識別將有待進一步研究。4.針對損傷形式為裂紋的情況，等效線剛度難以正確反應(yīng)實際損傷情況，因此基于裂紋的振動分析，采用集中柔度模型用扭轉(zhuǎn)彈簧剛度減少來模擬損傷，提出裂紋串聯(lián)等效線剛度模型，建立裂紋高度與測點等效
7、線剛度損傷程度之間的關(guān)系，從而實現(xiàn)裂紋高度定量。5.由于均勻荷載面曲率差與曲率模態(tài)差在損傷定位與定量時存在一定的局限性，因此在已有的指標基礎(chǔ)上，研究均勻荷載面曲率差指標與曲率模態(tài)差指標的替代指標。(1)針對均勻荷載面曲率差指標難以識別超靜定結(jié)構(gòu)中位移拐點處的損傷，存在損傷漏判現(xiàn)象，且損傷定量時，在位移拐點處存在峰值干擾，提出逐跨均勻荷載面曲率差指I標。并吸取模態(tài)柔度曲率矩陣差、模態(tài)柔度差曲率矩陣采用行、列2次差分可以克服位移拐點處損傷無法識別的特點和均勻荷載面曲率差采用逐行相加的思想提出模態(tài)柔度矩陣曲率范數(shù)差指標。對現(xiàn)有的柔度曲率指標(均勻荷載面曲率差、柔
8、度曲率矩陣差、柔度差曲率矩陣)以及本文所提的逐跨均勻荷載面曲率差、
