收藏本站
《中国矿业大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于环境激励网架结构的模态分析与损伤识别研究

丁北斗  
【摘要】: 对在役网架结构进行结构检测和检验,及时发现在役网架结构的损伤,对可能出现的灾害提出预警,评估其安全性已经成为未来工程的必然要求,也是土木工程学科发展的一个重要领域,具有重要的理论意义和应用价值。 围绕网架结构安全性评定,本文从基于环境激励网架结构模态分析与损伤识别角度进行了三个核心问题的研究: (1)基于环境激励获取网架结构真实模态参数的方法研究; (2)根据结构模态参数进行网架结构损伤识别理论研究; (3)在役网架结构安全性评定的系统构建研究。 基于环境激励的模态分析方法有很多种,如随机子空间法、峰值拾取法等,本文考虑到各种模态分析方法的优劣,采用多种模态分析方法对采集到的基于环境激励下的动测数据进行分析,识别结构的模态,并形成一套获取结构模态参数的流程。 建立基于模态应变能法网架结构损伤识别理论。该理论结合网架结构的特点,以网架结构未损伤模型或有限元模型为参考模型,通过测试网架结构在役状态的模态参数,从而计算出网架结构各单元的模态应变能,就可以判定网架结构的可靠性状态。根据构造不同损伤工况的网架结构损伤识别数值算例表明,该方法实现了网架结构的损伤识别。 建立基于动测结果采用直接优化算法的网架结构有限元模型修正损伤识别理论。该理论根据网架结构损伤识别特点,选择适当损伤识别参数,实现网架结构的损伤识别。同时构造桁架结构数值算例,验证采用直接优化算法为基础的网架结构有限元模型修正损伤识别理论的有效性。 进行一32根杆件13个节点的四角锥网架结构模型以及一1258根杆件341个节点的在役四角锥网架结构动测试验,对网架结构基于环境激励模态分析有效性和损伤识别理论进行试验验证。 模态试验分析表明,基于环境激励模态分析能够获取网架结构的模态参数,尤其对于大型网架结构,效果更明显。基于环境激励的模态分析方法中,峰值拾取法和随机子空间法,均能较为有效的获取结构的模态参数。与有限元模态分析结果比较而言,峰值拾取法对于低阶模态参数比较稳定可信,而随机子空间法对于高阶模态参数比较稳定可信。 损伤识别理论的试验验证表明,基于模态应变能法损伤识别理论和基于有限元模型修正法网架结构损伤识别理论对于在役网架结构,在环境影响或者各种外界的作用下,结构损伤比较平均情况下,是可以达到网架结构损伤判定的目标。对于具体损伤部分和损伤细节,还需要结合更多的检测手段做进一步的检测和鉴定。 提出并建立在役网架结构安全性评定系统。该系统由表观质量检查、基于静测方法的使用性能检测和基于动测的损伤识别三部分构成,以网架基本尺寸、挠度以及模态参数作为指标,实现在役网架结构的安全性评定,并结合具体在役网架结构安全性评定的实施,以验证该系统的有效性,进而为后续研究在役网架结构的寿命评估、预测提供可靠的依据。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU356

知网文化
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘钦;郝晓;庞书孟;;选煤厂主厂房网架结构屋盖的抗震性能研究[J];河南大学学报(自然科学版);2013年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 邝佳奇;温度作用下基于动态应变的网架结构损伤识别研究[D];广州大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏力农,王根成;网架事故原因分析及经验教训[J];常德高等专科学校学报(自然科学版);1999年02期
2 张德文;基于实用完备模态的动柔度式——特征向量导数[J];导弹与航天运载技术;1998年02期
3 张德文;动柔度法对频响函数灵敏度的应用[J];导弹与航天运载技术;1999年02期
4 顾培英,陈厚群,李同春,邓昌;用应变模态技术诊断梁结构的损伤[J];地震工程与工程振动;2005年04期
5 徐丽;易伟建;吴高烈;;混凝土框架模型结构参数的识别[J];地震工程与工程振动;2006年04期
6 史治宇,吕令毅;由模态应变能法诊断结构破损的实验研究[J];东南大学学报;1999年02期
7 易伟建,刘霞;基于遗传算法的结构损伤诊断研究[J];工程力学;2001年02期
8 高维成;刘伟;钱成;;基于剩余模态力和模态应变能理论的网架结构损伤识别[J];工程力学;2007年05期
9 薛祥;杨雅平;李伟强;黄国勇;;基于小波空间技术的大跨空间钢结构损伤定位[J];钢结构;2007年07期
10 胡柏学;曾威;于德介;钟珍云;郭建文;谢海秋;;洞庭湖大桥结构状态在线监测系统[J];公路交通科技;2006年07期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 徐丽;基于模态参数的混凝土框架结构损伤诊断研究[D];湖南大学;2004年
2 杨和振;环境激励下海洋平台结构模态参数识别与损伤诊断研究[D];中国海洋大学;2004年
3 吴金志;基于动力检测的网格结构损伤识别研究[D];北京工业大学;2005年
4 顾培英;基于应变模态技术的结构损伤诊断直接指标法研究[D];河海大学;2006年
5 徐士代;环境激励下工程结构模态参数识别[D];东南大学;2006年
6 谭冬梅;基于小波分析的空间杆系结构的损伤识别[D];武汉理工大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毕超;江波;;往复式单螺杆销钉挤出机停留时间分布研究[J];工程塑料应用;2007年12期
2 刘纪陆;利用分段Lagrange插值函数求解梁的强迫振动[J];四川建筑科学研究;2000年04期
3 刘纪陆;利用Birkhoff多项式求解结构动力响应的新方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
4 郭小农,沈祖炎;半刚性节点单层球面网壳整体稳定性分析[J];四川建筑科学研究;2004年03期
5 任志宏,王元清,石永久;玻璃自重对点式玻璃建筑柔性支承动力特性的影响[J];四川建筑科学研究;2005年01期
6 孙爱伏,董毓利,刘仲奇;面向对象的钢框架结构火灾行为分析程序设计[J];四川建筑科学研究;2005年03期
7 王利恒;周锡元;阎维明;;结构损伤检测方法的一些新进展[J];四川建筑科学研究;2005年06期
8 刘荣桂;蒋峰;谢桂华;李成绩;蔡建良;;多管式烟囱钢内筒安装可靠性分析初探[J];四川建筑科学研究;2006年03期
9 常玉珍;吴敏哲;;组合肋壳几何非线性分析[J];四川建筑科学研究;2006年05期
10 吴体;肖承波;熊峰;;建筑结构中的振动问题与对策[J];四川建筑科学研究;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 牛草原;陈奎孚;;玉米植株抗倒折能力综合测试[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 易君明;;铁基体化学沉积镍铜合金工艺[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
3 李泽;;支承于树状柱上的网壳设计研究[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
4 张鹏;舒赣平;;某不规则单层折板网壳结构稳定性分析[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
5 范峰;严佳川;曹正罡;;考虑杆件初弯曲的Kiewitt8单层网壳稳定承载力计算方法[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
6 申永强;姜友荣;杨理民;曹小君;韩菠;卢恒军;李丽;;嘉峪关气象塔“海豚”钢网壳施工技术[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
7 朱归军;;高速公路养护过程的桥梁安全控制与防范[A];中国公路学会高速公路运营管理分会2011年度年会暨第十八次全国高速公路运营管理工作研讨会论文集[C];2011年
8 李金桂;张启富;袁训华;;材料与环境[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
9 刘衍平;张刘斗;;电子设备机柜结构的模态分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 叶庆卫;汪同庆;叶俊勇;;一种频谱模糊聚类的多模态分解算法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭庆勇;非保守系统Fourier卷积型拟变分原理研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 付江志;直扩测控系统中的窄带干扰抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张春玉;预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 冯麟涵;舰船系统抗冲击性能全局优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 祖秉法;“北斗二号”民用软件接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王学庆;考虑土—结构动力相互作用的巨型框架隔震悬挂结构动力响应分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
8 韩凤亭;珠江三角洲地区港口工程风险分析及经济评估[D];中国海洋大学;2009年
9 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
10 张敏;固定式海洋结构模型转换与动力特性研究[D];中国海洋大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏永敏;线性流形上几类矩阵方程的最小二乘解及最佳逼近解[D];河南理工大学;2010年
2 李伟;基于ANSYS平台的拓扑优化方法研究及其在离心机吊篮结构设计中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
3 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
4 许宏成;拉索预应力双曲抛物面网壳结构受力性能研究[D];山东科技大学;2010年
5 刘希花;曳引电梯机械振动系统的固有特性与动力学响应[D];山东科技大学;2010年
6 李洪琴;基于振动模态分析和BP网络的桥梁损伤识别研究[D];山东科技大学;2010年
7 孙爽;Banach空间中线性算子Moore-Penrose度量广义逆的扰动分析[D];哈尔滨师范大学;2010年
8 张磊涛;HHT在结构健康监测中的应用研究[D];浙江理工大学;2010年
9 倪川;某框架结构振动特性测试与控制分析研究[D];郑州大学;2010年
10 易明;地震作用下渡槽结构的动力可靠度分析[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李宏男,孙鸿敏;基于小波分析和神经网络的框架结构损伤诊断方法[J];地震工程与工程振动;2003年05期
2 闫维明;王卓;何浩祥;马华;张卫东;;基于小波包分解和模糊聚类的网格结构损伤诊断方法[J];地震工程与工程振动;2006年02期
3 孙增寿;林友勤;任伟新;;基于小波能量分布向量的结构损伤识别[J];地震工程与工程振动;2007年05期
4 许永吉;朱三凡;宗周红;;环境温度对桥梁结构动力特性影响的试验研究[J];地震工程与工程振动;2007年06期
5 李爱群;丁幼亮;费庆国;缪长青;;润扬大桥斜拉桥模态频率识别的环境变异性[J];东南大学学报(自然科学版);2007年02期
6 滕军;卢云军;朱焰煌;;大跨空间钢结构模态频率的温度影响监测与分析[J];工程抗震与加固改造;2010年03期
7 鞠彦忠,阎贵平,陈建斌,陈景彦,陈建华;用小波神经网络检测结构损伤[J];工程力学;2003年06期
8 丁幼亮;李爱群;缪长青;;基于小波包能量谱的结构损伤预警方法研究[J];工程力学;2006年08期
9 高维成;刘伟;钱成;;基于剩余模态力和模态应变能理论的网架结构损伤识别[J];工程力学;2007年05期
10 杨彦芳;宋玉普;;基于主元分析和频响函数的网架结构损伤识别方法[J];工程力学;2007年09期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 樊晓红;钱若军;;网架结构在地震作用下抗震性能的研究[A];第六届空间结构学术会议论文集[C];1996年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郭晨喜;网架结构基于位移的抗震设计方法[D];清华大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王兴无;;煤矿建筑中空间结构应用实践分析及前景展望[J];煤炭技术;2014年03期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王文静,刘志明,缪龙秀;基于实验模态的结构应变模态分析[J];北方交通大学学报;2000年04期
2 白浩,陈德成;基于梁的应变运动方程的应变反馈控制[J];北京大学学报(自然科学版);1995年03期
3 张敬芬,赵德有;基于模糊神经网络和数据融合的结构裂纹故障诊断[J];船舶力学;2004年02期
4 夏力农;网架施工中起拱问题的研究[J];常德高等专科学校学报(自然科学版);1999年01期
5 周智,欧进萍;土木工程智能健康监测与诊断系统[J];传感器技术;2001年11期
6 杨和振,李华军,王树青;Damage Localization of Offshore Platforms Under Ambient Excitation[J];China Ocean Engineering;2003年04期
7 杨英杰,虞和济;结构损伤状态识别的神经网络方法[J];东北大学学报;1994年02期
8 张景山;农田渠系建筑物的防冻抗冻措施[J];东北水利水电;1995年02期
9 王凤琴,高颖,赵军;基于遗传算法的神经网络优化[J];燕山大学学报;2001年03期
10 张德文;基于改进Guyan减缩的混合型减缩系统[J];地震工程与工程振动;1995年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 段雪平;朱宏平;;基于遗传算法的结构破损参数检测[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 徐丽;基于模态参数的混凝土框架结构损伤诊断研究[D];湖南大学;2004年
2 何旭辉;南京长江大桥结构健康监测及其关键技术研究[D];中南大学;2004年
3 姚志远;大型工程结构模态识别的理论和方法研究[D];东南大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 黄东梅;高耸塔架结构节点损伤的两步诊断法[D];武汉理工大学;2003年
2 邓昌;基于环境激励大跨结构的模态试验分析[D];东南大学;2004年
3 夏炎;南京奥体中心体育场空间结构损伤识别初探[D];东南大学;2004年
4 张庆华;车载容器的动力学分析[D];郑州大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 龚治国;赵鹏;朱春明;;空间网架结构损伤识别模型试验研究[J];结构工程师;2011年03期
2 李大军,霍达,韩强;桥梁损伤的移动质量多次测量检测法[J];华南理工大学学报(自然科学版);2005年04期
3 顾培英;邓昌;;基于环境激励下的工作应变模态频域识别方法[J];振动与冲击;2008年08期
4 刘东霞;何敏;焦建伟;;基于随机子空间的桥梁损伤识别[J];四川建筑;2008年04期
5 赵亮,谢强;基于模态灵敏度分析的框架结构损伤识别:灵敏度分析[J];工业建筑;2005年S1期
6 杨秋伟;刘济科;;网架结构损伤检测的一种方法[J];振动与冲击;2009年02期
7 李功标;瞿伟廉;;基于应变模态和贝叶斯方法的杆件损伤识别[J];武汉理工大学学报;2007年01期
8 薛景宏;逯广东;;基于大地脉动的新型损伤识别指数[J];世界地震工程;2005年04期
9 吴万忠;;静力凝聚在时域法损伤识别中的应用[J];四川建筑;2006年06期
10 易晓罡;;基于柔度矩阵的桥梁损伤识别法的应用[J];中国水运(理论版);2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钱若军;吴进;周坚;夏绍华;;网架结构CAD系统(AADS.90)的开发研究[A];第六届空间结构学术会议论文集[C];1996年
2 贺拥军;周绪红;;混凝土屋面板与网架协同承载研究[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第十一次年会论文集[C];2007年
3 苏毅;钱若军;;网架结构CAD微机软件开发研究[A];第七届空间结构学术会议论文集[C];1994年
4 王克海;尹德钰;李珠;;网架结构几何非线性程序分析[A];第七届空间结构学术会议论文集[C];1994年
5 杨大俦;;网架结构用于工业厂房的成本研究[A];第六届空间结构学术会议论文集[C];1996年
6 刘芸波;魏建国;夏亨熹;;网架结构弹塑性动力响应分析[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1994年
7 蔡中友;闫翔宇;张倩;;天津大丰路螺栓板节点钢网架结构设计[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年
8 沈祖炎;陈扬骥;陈学潮;;网架结构极限承载力分析的力学模型[A];第四届空间结构学术交流会论文集[C];1988年
9 李元齐;朱忠义;董石麟;;三峡水电站厂房上部网架结构整体分析[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年
10 张顺亮;严慧;肖志斌;;预应力网架结构的布索及极限承载力分析[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 孙涛通讯员 刘宏;标准厂房的“标准”[N];恩施日报;2008年
2 刘锡良;我国网架结构的应用与发展[N];建筑时报;2007年
3 京季郭超;西宁电网将进入特高电压时代[N];青海日报;2008年
4 赵军宝 徐谦;加快主网建设 完善网架结构[N];华东电力报;2010年
5 王梅珍 赵雷;延安供电局投资八亿元完善电源布点和网架结构[N];延安日报;2007年
6 记者 杨麒钰;360亿刷新云南电网网架结构[N];云南经济日报;2006年
7 金振文;天津电网今年投资82.9亿元[N];国家电网报;2007年
8 记者  郑水松 通讯员  朱育新;遂昌今年投资2.14亿建电网[N];丽水日报;2006年
9 阮爱民李志浩 张小翀;明后两年建设投资逾20亿元[N];镇江日报;2007年
10 记者 李犁;调整电源结构 优化网架结构[N];云南日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁北斗;基于环境激励网架结构的模态分析与损伤识别研究[D];中国矿业大学;2010年
2 纪卫红;基于动测实验的网架结构损伤诊断方法研究[D];大连理工大学;2010年
3 李国东;钢结构损伤诊断实用方法研究[D];中国地震局工程力学研究所;2010年
4 何伟;中、下承式钢管混凝土拱桥损伤识别关键问题研究[D];郑州大学;2010年
5 马辉;基于计算智能方法的简支梁桥损伤识别研究[D];吉林大学;2010年
6 付春雨;基于车致振动响应的铁路桥梁损伤识别方法研究[D];西南交通大学;2011年
7 贺瑞;大跨桥结构监测系统的模态识别和误差分析及损伤识别[D];清华大学;2009年
8 段红霞;钢结构地震损伤分析与损伤识别方法研究[D];大连理工大学;2010年
9 程良彦;拱结构的损伤识别方法及损伤结果可视化研究[D];暨南大学;2010年
10 江祥林;大跨径钢桁架桥健康监测方法及技术研究[D];武汉理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李琦;基于环境激励的刚构—连续组合梁桥的模态分析与损伤识别[D];大连理工大学;2010年
2 张爱丽;模态曲率差值法在拱肋健康监测和损伤识别中的应用研究[D];兰州理工大学;2011年
3 周建荣;钢桁架拱桥结构基于神经网络的损伤识别法[D];重庆大学;2010年
4 王义远;简支梁损伤识别曲率模态方法分析[D];西南交通大学;2010年
5 范小军;梁桥的动力损伤诊断技术研究[D];重庆交通大学;2010年
6 郭宗江;基于应变模态的桁架结构损伤识别[D];兰州理工大学;2010年
7 黄文龙;模型拱桥模态识别及损伤诊断研究[D];北京交通大学;2011年
8 姜治明;基于Hilbert-Huang的井架损伤识别研究[D];大庆石油学院;2010年
9 沈永强;基于离散变量的大跨度网架结构力学分析与优化设计[D];合肥工业大学;2010年
10 李俊萍;工程结构损伤识别技术研究[D];华北工学院;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026