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网架损伤识别的动测研究

梁冰  
【摘要】:近十年来,国内外学者一直在寻找一种可以用于识别诊断复杂结构损伤的方法。结构损伤的系统识别方法是其中的一个关键,它是根据结构的整体动力反应信息,利用现有的损伤识别理论对结构损伤进行识别诊断的。结构系统识别领域已有不少成熟的算法,这些算法总的说来分为两大类:静力识别和动力识别。两者均以实验为基础,将实测得到的结构某些部位的反应数据与原来完好时的结构进行综合比较,得到结构损伤的信息,实现结构损伤的判别与定位。相对而言,利用结构动力参数的改变进行损伤识别是目前损伤诊断较为常用的方法。本文所研究的网架结构损伤的识别方法,正是根据结构损伤前后的整体动力反应信息,利用摄动理论对结构的损伤进行识别。 本文进行了网架结构的足尺模型实验,紧紧围绕网架实验这根主线,依次讨论了实验网架的设计方法、实验过程、理论依据及识别手段,建立了网架结构的有限元动力分析模型并进行了与实测数据分析比较。在实测的基础上,利用DASP(大容量数据自动采集和信号处理系统)软件针对具有不同损伤状况的钢结构网架先后进行了模态分析。 本文的损伤识别过程,是利用实验模态分析的方法,通过对网架的动态测试实验求出的网架频率、振型等动态参数,并根据这些实测的参数分别进行了基于频率、应变等损伤识别方法的分析,结合大型有限元通用程序ANSYS,利用数值模拟和实测数据的分析比较,观察其完好与损伤时的动态参数变化,得出网架不同损伤状况的结论。 研究结果表明,利用实测网架的数据进行模态分析,综合运用基于频率、应变等动态参数的损伤识别方法可以较为准确地识别出网架杆件的损伤。


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