基于模態(tài)分析理論的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別研究.pdf

1、隨著中國交通事業(yè)的快速發(fā)展,特大型橋梁結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn),新舊橋梁數(shù)量日益增多.為確保人民生命財產(chǎn)安全,快速有效地識別出橋梁結(jié)構(gòu)可能發(fā)生損傷的部位和損傷程度,及時掌握橋梁運營下的健康狀況,是當前橋梁工程研究的熱點問題之一.該文首先闡述了結(jié)構(gòu)損傷識別的現(xiàn)狀,并對有關(guān)損傷識別的一些方法進行了評價,這些方法包括:固有頻率、應(yīng)變模態(tài)、模態(tài)置信度判據(jù)、柔度矩陣、小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法等.但目前的損傷識別方法普遍存在著錯誤定位的問題,為解決這一問題

2、,需探究損傷原因.一般來說,結(jié)構(gòu)在使用過程中,不僅受到確定性荷載的作用,同時還會受到不確定性的隨機環(huán)境因素或動荷載的干擾.在某些特定環(huán)境下,動荷載甚至起著主導(dǎo)作用,并有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)和破壞.然而,常規(guī)靜態(tài)意義下設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出較差的動力特性,出乎人們預(yù)料的過早失效或破壞.將結(jié)構(gòu)本身的固有特性和外部激勵聯(lián)系在一起,運用實驗?zāi)B(tài)分析技術(shù)和結(jié)構(gòu)強度理論,在對外部激勵進行譜分析和識別出結(jié)構(gòu)各階模態(tài)參數(shù)的基礎(chǔ)上,分離出實際工作

3、狀態(tài)下結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)模態(tài),從而將一靜動耦合力作用下的空間復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)問題轉(zhuǎn)化為各階模態(tài)相互作用下的簡單應(yīng)力狀態(tài)(模態(tài)形態(tài)下)問題進行結(jié)構(gòu)動強度分析.論文第4章將實驗?zāi)B(tài)分析原理和結(jié)構(gòu)強度理論結(jié)合、利用現(xiàn)有理論,將靜力問題視為動力問題的特例,將動力問題分解為各階模態(tài)下的靜力問題,實現(xiàn)靜動力問題的統(tǒng)一.第5章通過數(shù)值模擬計算及對一簡支梁做實驗,比較了在簡諧激勵力作用下梁上各點的靜動耦合應(yīng)力的大小.得到以下結(jié)論:(1)結(jié)構(gòu)的破壞和環(huán)境的影響密不可