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桁架结构的损伤识别方法

随着经济的发展,科技的飞速进步,现代社会的建筑正向大型化,复杂化发展,这些结构在复杂的自然环境中受到各种威胁。为了保证安全,就要准确及时地对结构进行损伤检测以获得结构准确的运行状况,从而及时对损伤进行修复。桁架结构由于其重量轻,材料使用率高,在大型厂房、桥梁结构中都被广泛应用,因此对桁架结构进行损伤识别具有实用意义。对结构的损伤识别技术已经引起了许多专家学者以及工程技术人员的高度重视。本文阐述了国内外损伤识别技术的研究现状,重点阐述了应用振动诊断技术进行损伤识别的应用现状。讨论了运用应变模态的方法对桁架结构进行损伤识别的思想以及方法。本文选用桁架结构作为研究对象,利用桁杆单元的特殊性质,提出了将节点位移转变为单元应变的方法,从而利用损伤前后的应变变化对损伤进行识别。运用此研究方法,本文对一简支桁架梁结构进行数值仿真计算,并提出了两种局部损伤的模拟方式,讨论了当桁架结构某一单元发生2.5%、5%、10%、20%以及40%等各种程度  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

基于隔离损伤的桁架结构性态识别

土木工程结构在服役期内因外界环境的影响或自身腐蚀、老化等原因而在结构内部发生损伤。准确而有效地识别损伤部位和损伤程度对维持结构后续使用阶段的安全性具有重要意义。本文基于隔离非线性理论的形变分解思想和Sherman-Morrison-Woodbury(SMW)求解公式,提出了一种隔离损伤方法(DSM),该方法可以快速计算结构响应,并将其应用于桁架结构损伤识别中。本文主要研究工作如下:本文基于隔离非线性基本思想和SMW求解公式,提出了一种隔离损伤方法用于快速计算结构响应。隔离损伤法将桁架结构中截面应变分解成弹性应变和损伤应变,从截面刚度退化角度定义材料损伤,利用虚功原理和有限元理论推导了隔离损伤控制方程,并利用SMW公式进行求解,将损伤结构的响应表示为无损结构和有损结构耦合引起的响应线性叠加。“隔离”是指该方法实现了模型中损伤的隔离,即将表征损伤的刚度矩阵从整体刚度矩阵中隔离出来,在求解结构响应过程中只需更新和分解规模较小表征损伤的...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

空间结构模态识别与实测方法研究

近年来随着国民经济的发展,体育馆、展览馆、航站楼、大剧院等大跨度空间结构正不断向大型化、复杂化方向发展。这些建筑一般都属于国家重大项目,社会影响力大,服役使用期限长,因此了解结构特性、实时监测结构健康状态、保证结构的安全具有极其重要的意义;而模态参数识别是了解结构动力特性和健康状态的重要手段。因此,研究空间结构的模态参数识别和实测方法,具有一定的理论价值和现实意义。本文通过分析调查、理论研究、硬件设备设计、系统开发与应用、实验验证等方法,深入、系统地开展了空间结构的模态参数识别与实测方法研究。解决了基于无线传感器网络的加速度信号采集的关键技术问题,开发了无线控制和加速度数据采集设备;分析了结构模态参数的时域、频域特点及其识别方法,研究并开发了模态参数识别系统;提出了张弦桁架结构的预应力作用动力特性变化规律,研究了基于神经网络的结构识别的若干关键问题,比较并验证了BP网络和RBF网络的识别性能。本文主要内容和取得的成果具体如下:(...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
兰州理工大学

桁架结构损伤识别方法研究

土木结构在长期运行过程中不可避免地出现各种损伤,为了确保结构使用的安全性和耐久性,通过一定的检测手段和方法判断结构的损伤状态已经成为国内外学术界和工程界的研究热点。结构动力特性和结构物理参数直接相关,结构物理参数的损伤变化将引起相应动力特性的改变。基于振动的损伤识别方法是以结构动力试验为基础,通过对动力试验所测数据进行综合分析,从而判断损伤的出现、位置和程度。本文结合具体的研究对象(桁架结构)对结构损伤诊断的敏感动力参数指标作了详细的研究。主要内容有:阐述了国内外的研究现状,论述和研究了基于动力参数进行结构损伤诊断的理论与方法。编写ANSYS二次开发语言APDL程序,实现结构不同损伤工况下的的模态自动求解过程,并定义APDL中多维数组参数,完成不同损伤工况下计算得到的模态参数的存储,最终将提取的模态信息写入结果数据文件中。具体讨论了基于频率、振型、刚度、柔度的损伤识别技术,并以实际桁架算例模型验证比较了正规化的频率变化率、振型曲...  (本文共94页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

基于残余力向量的结构损伤识别方法研究

重大工程结构的可靠性对社会、经济的发展有着非常重要的影响,正确评估结构的实际性态是保证结构可靠性的前提,因此结构损伤识别技术就变的尤其重要。本文对基于残余力向量的结构损伤识别方法进行了详细的研究,主要内容如下所述:1.利用基于残余力向量的结构损伤识别方法对平面7杆桁架结构进行损伤识别,分3种不同损伤情况进行讨论。首先在残余力方程的基础上,计算结构各节点的残余力向量;其次根据节点与单元的对应关系确定损伤发生的单元;最后根据残余力向量的代数解法、频率灵敏度方法以及最小秩解法求解损伤程度。2.利用基于改进的残余力向量法对平面桁架结构进行损伤定位与损伤程度的求解,分2种不同的损伤情况进行分析。改进后的方法引入了损伤矩阵的概念,通过求解损伤矩阵的秩就可以确定结构中损伤单元的数目。在确定结构存在损伤后,通过计算损伤定位矩阵,再结合损伤矩阵即可判断出损伤的位置以及计算出损伤的程度。3.利用基于改进的最小范数法和最小秩法分别对平面7杆桁架结构进...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

基于SRV的支持向量机损伤识别方法研究

损伤识别长期以来都是结构健康监测的重点和热点,如何发展有效的损伤识别方法仍然是一个公认的难题。由于结构所处的环境复杂、有限元模型精度不能保证、测量数据存在误差且不一定完整、缺少足够敏感的损伤指标等原因,目前尚未有普遍适用的结构损伤识别方法。因此研究和发展新的结构损伤识别方法有着重要意义。结构响应向量(Structural Response Vector,SRV)包含足够多的结构状态信息,能更准确地反映结构损伤状态,有望在损伤识别方面发挥较大的作用。本文基于SRV,完成了以下工作:(1)根据SRV的定义,研究了八元数结构响应向量(Octonion Structural Response Vector,OSRV)在形式上的对称性,通过直接构造的SRV可以快速求解“对称面”的法向量,从而解决由于对称位置的损伤在相平面上无法区别的问题。(2)采用响应量的相对变化量作为归一化的方式,提出了一种新的SRV分量定义方法。结果表明,新的SRV向...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>