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《武汉理工大学》 2010年
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基于曲率模态变化率指标的结构损伤识别方法研究

张勇  
【摘要】: 如今各种工程结构正朝着复杂化、超大化的方向发展。然而,外界环境的侵蚀、交通负载的影响、自然灾害引发的损伤等,使得结构材料不断老化、疲劳效应增加、结构抗力衰减,结构的安全性、适用性和耐久性均呈现不同程度的下降。对结构进行早期的健康监测和损伤诊断,能及时修复结构病害,降低结构的损伤积累程度,减少经济损失。 自从本世纪50年代以来,人们就已意识到桥梁结构健康监测的重要性,损伤检测是桥梁健康监测系统的核心技术,其中,基于结构动力特性的损伤检测已成为研究的热点。 首先,本文介绍了桥梁结构健康监测和损伤识别的研究背景和意义,主要描述了损伤识别研究的国内外研究现状,探讨了损伤识别方法存在的问题及今后发展的趋势。 其次,系统总结了模态分析的基本理论及研究内容,重点介绍了模态分析的频域峰值法和频域分解法。 再次,论述了曲率模态分析的理论依据及其特性。以简支梁为研究对象,采用改变单元弹性模量的方法模拟结构损伤,通过有限元软件数值模拟了跨中损伤和四分之一跨损伤两种工况,对比分析了结构损伤对固有频率、位移模态、曲率模态的影响,指出了曲率模态对于结构非节点损伤敏感。 然后,针对于曲率模态对结构损伤识别的不足,利用差分法对曲率模态曲线进行微分,得到曲率模态变化率曲线。通过开展不同类型的梁结构损伤系列仿真,得出损伤位置、损伤程度对曲率模态变化率的一般影响。仿真数据表明:曲率模态变化率是比曲率模态更为敏感的结构损伤指标。 最后,在以上研究的基础上,对本文的研究成果进行归纳和总结,并为今后的研究工作提出建议和展望。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU317

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨开荣;百米全焊钢栈桥的损伤识别研究[D];大连理工大学;2011年
2 刘胜先;风力机桨叶覆冰状态监测理论与技术研究[D];长沙理工大学;2013年
【参考文献】
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1条
1 邹大力;基于计算智能的结构损伤识别研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李达文;基于HHT和SSI的环境激励下土木工程结构模态参数识别方法研究[D];兰州理工大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 淡丹辉,何广汉;嵌入式智能桥梁结构总体研究(Ⅱ)——自感知监测及自诊断子系统方案规划[J];四川建筑科学研究;2003年03期
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9 吴体;解振涛;王永维;罗苓隆;;结构动力特性测试在优秀历史建筑保护中的应用[J];四川建筑科学研究;2010年06期
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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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3 刘昱;王涛;弭艳;肖辉衡;高岩;;基于应变式力传感器的桥梁无线动态测试系统的研究[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
4 曹宗杰;金延中;唐健;于洋涛;陈荣明;;基于结构动力学对某型机翼结构损伤识别的研究[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
5 袁旭东;周晶;;一种基于神经网络结构损伤识别组合参数法研究[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
6 王志华;张向东;马宏伟;;基于应变曲率法的悬臂梁多位置损伤识别实验研究[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
7 程载斌;王志华;马宏伟;;结构损伤探测技术及研究进展[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
8 冉景洪;季辰;刘子强;赵玲;;机翼风洞颤振试验模型的地面振动实验研究[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
9 刘文峰;张劲泉;何玉珊;魏忠;;公路桥梁健康与安全监测系统的进展[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 张城明;非线性时滞系统最优控制及在海洋平台减振控制中的应用研究[D];中国海洋大学;2010年
3 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
4 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
5 刘海锋;网格结构精细化有限元分析方法研究[D];浙江大学;2010年
6 杨陈;低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究[D];浙江大学;2009年
7 郭磊;车用动力总成结构振动噪声的虚拟预测与分析技术研究[D];浙江大学;2009年
8 刘小根;玻璃幕墙安全性能评估及其面板失效检测技术[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年
9 白羽;梁、板、网架结构损伤诊断研究[D];昆明理工大学;2008年
10 郑华升;树脂基碳纤维智能层的功能特性及其机理研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 赵乐乐;在役桥梁结构健康诊断与寿命预测技术研究[D];郑州大学;2010年
4 俞顺;基于模型修正及体系可靠度的桥梁结构性能评价[D];郑州大学;2010年
5 修孝廷;双层周期加筋板声学特性数值方法研究[D];大连理工大学;2010年
6 刘德;基于GIS的桥梁结构健康监测与管理系统[D];大连理工大学;2010年
7 冯宇剑;螺旋桨脉动压力识别[D];大连理工大学;2010年
8 郭义杰;基于声传递分析的齿轮箱噪声控制研究[D];大连理工大学;2010年
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10 万岭;环境激励下的船舶结构模态参数识别研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘红影;刘德勤;;温度对芳纶/玻璃纤维复合材料层压板冲击性能的影响[J];玻璃钢/复合材料;2009年06期
2 宋庆武;王世清;张岩;姜文利;张双灵;;热管管外结冰过程研究[J];保鲜与加工;2007年02期
3 李宏男,李东升;土木工程结构安全性评估、健康监测及诊断述评[J];地震工程与工程振动;2002年03期
4 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
5 李忠献;齐怀展;朱劲松;;基于模态曲率法的大跨度斜拉桥损伤识别[J];地震工程与工程振动;2007年04期
6 王素霞;;国内外风力发电的情况及发展趋势[J];电力技术经济;2007年01期
7 大连工学院工程力学专业栈桥设计组;大连新港栈桥的全焊百米跨空腹桁架[J];大连工学院学报;1976年04期
8 邹大力,屈福政;基于修正模态的混合遗传算法结构损伤识别[J];大连理工大学学报;2005年03期
9 梁君;赵登峰;;工作模态分析理论研究现状与发展[J];电子机械工程;2006年06期
10 孙鸿敏,李宏男;土木工程结构健康监测研究进展[J];防灾减灾工程学报;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 冯新;土木工程中结构识别方法的研究[D];大连理工大学;2002年
2 唐小兵;结构损伤识别及数值模拟[D];武汉理工大学;2004年
3 袁颖;桥梁结构损伤识别方法的相关问题研究[D];大连理工大学;2006年
4 任宜春;基于小波分析的结构参数识别方法研究[D];湖南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 岳增国;大跨度空间结构的损伤检测与诊断研究[D];天津大学;2005年
2 姜爱玲;黄河胜利大桥的损伤识别研究[D];大连理工大学;2006年
3 李学玉;基于BP网络的高层框架结构损伤检测[D];西安建筑科技大学;2006年
4 孙建刚;基于环境振动的实验模态分析方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 时轶;风力发电机组振动测试技术研究[D];新疆农业大学;2007年
6 聂振华;基于应变模态的圆拱结构损伤识别方法研究[D];暨南大学;2008年
7 朱华兴;运行模态参数识别及软件开发[D];南京航空航天大学;2009年
8 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
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 罗潇斌;导管架平台损伤检测的模拟分析[D];北京化工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐茂波,刘西拉;用蒙特卡罗方法计算钢筋混凝土梁的结构可靠度及对人为错误的敏感度分析[J];四川建筑科学研究;1990年01期
2 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
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7 彭大文,陈昀明;钢筋混凝土加劲桁架悬索桥的模态分析[J];地震工程与工程振动;2001年04期
8 高赞明,孙宗光,倪一清;基于振动方法的汲水门大桥损伤检测研究[J];地震工程与工程振动;2001年S1期
9 李宏男,李东升;土木工程结构安全性评估、健康监测及诊断述评[J];地震工程与工程振动;2002年03期
10 周太全,郭力,陈鸿天;香港青马大桥在交通荷载作用下的疲劳评估[J];地震工程与工程振动;2002年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 颜东煌;斜拉桥合理设计状态确定与施工控制[D];湖南大学;2001年
2 宋雨;文晖大桥健康监测与评估管理系统主要问题研究[D];浙江大学;2003年
【相似文献】
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1 陈淮,禹丹江;基于曲率模态振型进行梁式桥损伤识别研究[J];公路交通科技;2004年10期
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4 周玲,李扬,郑莹娜,罗智中;分布式光纤曲率模态传感器在薄结构振动测量中的研究[J];仪表技术与传感器;2003年12期
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6 赵金侠;谢建和;;基于曲率模态的桥梁损伤定位研究[J];广东建材;2006年08期
7 宋固全;方水平;张纯;;桥梁损伤诊断中曲率模态理论的有限元分析[J];南昌大学学报(工科版);2008年01期
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9 薛刚;蔡美峰;;基于曲率模态的钢筋混凝土梁损伤检测研究[J];施工技术;2008年S2期
10 安金杰;;基于曲率模态和小波变换损伤位置识别[J];科技资讯;2010年11期
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1 徐忠成;王晓钢;赵云峰;李鸿雁;郭杏林;;压力管道腐蚀损伤识别的曲率模态法[A];压力管道技术研究进展精选集——第四届全国管道技术学术会议[C];2010年
2 吴志龙;陶桂兰;路万锋;;基于曲率模态的排架结构损伤分析[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2011年
3 宋子收;周奎;李胡生;;基于曲率模态和小波系数差的损伤识别研究[A];2010振动与噪声测试峰会论文集[C];2010年
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9 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
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨雅勋;基于动力测试的桥梁结构损伤识别与综合评估理论研究[D];长安大学;2008年
2 李鹏辉;基于图像处理技术和小波方法的结构损伤识别[D];华中科技大学;2011年
3 张家滨;基于子空间算法的结构模态参数识别与在线监测研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 白羽;梁、板、网架结构损伤诊断研究[D];昆明理工大学;2008年
5 静行;基于独立分量分析的结构模态分析与损伤诊断[D];武汉理工大学;2010年
6 孙磊;小波分析在桥梁健康监测中的应用研究[D];长安大学;2012年
7 狄生奎;基于动力参数的损伤识别及嵌入SMA的钢筋砼结构自监测与自修复研究[D];兰州理工大学;2011年
8 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
9 孙杰;基于多模态参数的桥梁结构损伤识别方法研究[D];武汉理工大学;2013年
10 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
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1 周海攀;基于曲率模态理论桥梁损伤的数值模拟及实验研究[D];昆明理工大学;2013年
2 涂胜;基于曲率模态理论研究桥梁损伤诊断的有限元分析[D];昆明理工大学;2010年
3 张利伟;在役钢筋混凝土桥梁损伤辨识及寿命预测研究[D];河南大学;2011年
4 郝占峰;基于曲率模态和优化算法的管道损伤识别研究[D];华东理工大学;2014年
5 常军;曲率模态识别结构损伤位置方法研究[D];昆明理工大学;2002年
6 李帅;大比例钢筋混凝土梁结构曲率模态损伤检测及有限元分析对比[D];昆明理工大学;2010年
7 邹晓军;梁桥结构损伤识别的曲率模态技术[D];武汉理工大学;2003年
8 张勇;基于曲率模态变化率指标的结构损伤识别方法研究[D];武汉理工大学;2010年
9 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
10 肖调生;基于模态参数的工程结构损伤识别方法的研究[D];湖南大学;2002年
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