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《武汉理工大学》 2004年
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结构损伤识别方法研究

张开鹏  
【摘要】:工程结构在复杂的服役环境中常会遭受各种损伤,这些损伤的积累容易引发结构灾难性事故的发生,因此研究结构的早期损伤识别问题对结构的安全性具有重要的实际意义。结构损伤识别问题就是要根据结构表现出的性态去判别结构损伤的出现、位置和程度,结构一旦发生损伤要确定其损伤的位置和程度就涉及到结构损伤识别定位技术和定量技术的研究。本文通过引入现代数学的有关方法对结构损伤识别问题的定位和定量方法进行了研究。按照论文的顺序在以下几个方面开展了研究工作。 1.系统地分析了基于不同损伤标示量选取的现有动力学结构损伤识别方法,比较了各类方法的优缺点,并对现有结构损伤识别反演方法进行了分类和比较。在此基础之上,提出了利用现代数学的有关方法研究结构损伤识别问题的基本思路。 2.实验分析比较了结构位移模态与应变模态对结构损伤的敏感程度,为结构损伤定位标示量的选取进行了实验准备。 3.利用结构损伤前后应变模态的变化,将应变模态的变化值看作随机变量序列,引入随机序列的均值变点检验方法,建立结构损伤定位的离散模型,对结构损伤的位置识别进行定量分析,建立了结构多点损伤的损伤位置识别的定量分析方法。 4.针对结构损伤识别较为常用的正则化迭代法中正则矩阵的取值一般凭经验选取的问题,从理论上探讨了正则矩阵的取法,分析了正则矩阵的选取与迭代法收敛域和收敛速度的关系,为正确选取正则矩阵提供了理论依据,并给出了正则矩阵的取值范围。 5.针对结构损伤正则化迭代识别法中对初值选取要求靠近真值的局限性,引入现代非线性数值分析方法,建立了一种大范围收敛的结构损伤识别方法,即结构损伤识别的同伦延拓法,该方法的收敛不依赖于初值的选取。识别实例表明该方法是有效的。 6.对一悬索桥结构的损伤问题,先利用有限元方法对桥梁结构进行简化,建立桥梁结构的有限元模型;再运用均值变点法进行损伤位置识别;然后用同伦延拓法与牛顿迭代法相结合识别桥梁结构损伤的程度。综合运用上述方法对悬索桥的损伤定位和定量问题进行了研究。 武汉理工大学博士学位论文 基于上述研究,论文还研制了均值变点检验、同伦延拓法及迭 代法的计算软件。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU317

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李斌;周慧鑫;薛刚;;钢筋混凝土简支梁的振动损伤识别[J];包头钢铁学院学报;2006年03期
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张波;基于提升小波变换的框架结构损伤检测[D];郑州大学;2010年
2 迟利源;基于模态参数分析的井架结构损伤识别研究[D];大庆石油学院;2006年
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4 刘影;基于振动实验的方法研究石油井架结构损伤的动态特性[D];大庆石油学院;2007年
5 王玉珏;基于柔度法的损伤识别研究[D];西南交通大学;2007年
6 徐永波;输电塔法兰联接节点螺栓松动等效模型及风振响应分析[D];武汉理工大学;2007年
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10 刘荣欣;一种基于频率的损伤识别新方法[D];郑州大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 陈文元;赵雷;杜斌;;频率与振型对剪切型结构层间刚度的灵敏度分析[J];四川建筑科学研究;2008年04期
9 许微微;丁晓唐;肖烨;;基于振型扩充的模态应变能法在结构损伤识别中的应用[J];四川建筑科学研究;2008年06期
10 张晋芳;赵人达;;基于ANSYS的渐进结构拓扑优化方法比较[J];四川建筑科学研究;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢永;蔡国平;刘松;;基于输入和输出数据的柔性板的时域空间建模与主动控制研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
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5 姚智颖;刘冬;;基于Kazakov线性化的迭代滤波[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 张明星;柳亦兵;辛卫东;;基于时域方法的核电站沸水反应堆试验模态参数识别[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 刘杰;张全虎;张勇;管才路;贾小龙;惠卫华;;层析γ扫描发射测量的计算机模拟研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
8 郑子君;陈璞;王大钧;;杆、梁有限元模型的模态的振荡性质[A];全国结构振动与动力学学术研讨会论文集[C];2011年
9 邱吉宝;张正平;;航天飞行器结构动力学一些研究与进展[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
10 徐向泽;纪国宜;;基于相位的结构损伤过程频率跟踪方法研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戚增坤;突变控制机制及其在船舶非线性横摇运动中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陈得宇;基于MAS的智能电压控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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6 孟珣;基于动力特性的海上风力发电支撑结构优化技术研究[D];中国海洋大学;2010年
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10 李方义;区间非概率多目标优化设计方法及其在车身设计中的应用[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张小亮;非线性规划的信赖域算法[D];河南理工大学;2010年
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3 符俊杰;敷设粘弹阻尼的矿用溜槽振动特性研究[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 仲伟秋;振动测试技术在结构鉴定中的应用研究[D];大连理工大学;2000年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 李建;薛刚;李奉阁;;损伤简支梁模态频率变化规律有限元分析[J];内蒙古科技大学学报;2009年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 柳国环;格构式输电塔及输电塔—线体系风振响应研究[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 张开鹏,吴代华,李卓球;结构损伤识别反演方法[J];武汉理工大学学报;2003年10期
10 冯晓彤;杨波;;基于柔度差和变形曲率的损伤定位识别方法研究[J];江苏建筑;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘蕾蕾;翁艳;;基于振动的桥梁损伤识别方法的研究进展[A];中国交通土建工程学术论文集(2006)[C];2006年
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4 彭卫;王炎;;基于动力特性的中承式拱桥损伤识别[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2010年
5 刘蕾蕾;;基于曲率模态分析的梁桥损伤识别研究[A];全国既有桥梁加固、改造与评价学术会议论文集[C];2008年
6 唐健;曹宗杰;于洋涛;;结构健康监测中损伤识别的现状研究[A];低碳经济与科学发展——吉林省第六届科学技术学术年会论文集[C];2010年
7 潘旦光;周平;何惠平;李顺;;基于曲率模态梁式结构的损伤定位分析[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2007年
8 黄天立;楼梦麟;;基于遗传算法和灵敏度分析的结构损伤识别[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
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10 杨风艳;杨永春;;基于模态应变能的海洋平台结构损伤识别方法研究[A];’2008全国钢结构学术年会论文集[C];2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 王玉珏;基于柔度法的损伤识别研究[D];西南交通大学;2007年
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