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基于自振频率的梁损伤定位动力检测理论与试验研究

张杨  
【摘要】:工程结构在使用过程中,由于自然的、人为的各种作用,都存在不同程度的损伤。当这些损伤累积到一定的程度,结构的性能会呈大幅的下降,从而影响这些结构的正常使用,甚至可能酿成重大的工程事故,造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此,对这些结构进行损伤的识别和定位具有重要意义。 本文首先回顾和总结了工程结构动力检测的基本理论、研究状况和现有的动力检测方法,通过对比各种方法的优劣,指出利用结构损伤前后自振频率变化识别结构损伤的可行性及其优点。其次,对结构局部振动中梁的自振频率特性进行了研究,探讨了边界条件对梁的自振频率的影响。随后,通过对三种边界条件的梁模型损伤前后自振频率的分析,结合梁损伤定位识别的原理,分别建立了简支梁、固接梁和弹性约束边界梁损伤定位通用频率指纹库,并通过数值算例验证了该指纹库用于梁损伤定位的有效性和通用性。最后,设计和制作了四根钢梁模型,在这四个模型上面制造损伤,通过模态测试分析技术获得模型损伤前后的前5阶频率,结合本文建立的梁损伤定位通用频率指纹库,成功地识别出了损伤的位置,验证了本文提出的梁损伤定位通用频率指纹库用于梁损伤定位的有效性和实用性。


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