本文關(guān)鍵詞：環(huán)境激勵(lì)下檢測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)損傷的柔度靈敏度方法研究　出處：《河北工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：橋梁結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別對(duì)于大型結(jié)構(gòu)的安全使用是至關(guān)重要的,在損傷識(shí)別過程中如何更加準(zhǔn)確地對(duì)損傷程度和位置進(jìn)行判定成為研究熱點(diǎn)。本文提出了一種以環(huán)境激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)柔度靈敏度為理論基礎(chǔ)的損傷識(shí)別方法,通過對(duì)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力檢測(cè)得到結(jié)構(gòu)損傷后的振型矩陣,以及根據(jù)圖紙建立其原始的有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析得到其未損傷的振型矩陣,利用通過理論推導(dǎo)得到的公式可以計(jì)算出結(jié)構(gòu)單元級(jí)別的損傷程度。本文主要的研究?jī)?nèi)容有:1.介紹了一種利用環(huán)境激勵(lì)下的模態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)損傷的柔度靈敏度方法,對(duì)于環(huán)境激勵(lì)下所得的不歸一化的振型引入振型歸一化系數(shù),并且將這些系數(shù)作為新的未知量,通過對(duì)柔度靈敏度方程做適當(dāng)?shù)淖冃?并利用矩陣的拉直運(yùn)算和廣義逆,把各單元的損傷參數(shù)和各振型歸一化系數(shù)一并予以求解。2.以簡(jiǎn)支梁為簡(jiǎn)單模型,根據(jù)有限元模型建立的法則進(jìn)行建模,并且對(duì)其某一單元修改彈性模量以模擬結(jié)構(gòu)的損傷,進(jìn)行模態(tài)分析后得到損傷前后的振型,利用提出的柔度靈敏度方法進(jìn)行損傷識(shí)別,以此驗(yàn)證此理論的科學(xué)性和實(shí)用性。本文對(duì)簡(jiǎn)支梁模型進(jìn)行了單損傷情況和多損傷情況的對(duì)比。針對(duì)實(shí)際情況的數(shù)據(jù)不完備性作了模擬分析,驗(yàn)證了實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)不完備時(shí)此方法是可行的。3.以承德某大橋?yàn)閷?shí)際工程示例,根據(jù)圖紙建立原始有限元模型,從而得到質(zhì)量歸一化下的振型矩陣;另外,根據(jù)對(duì)其進(jìn)行的實(shí)際模態(tài)測(cè)試以得到該橋梁結(jié)構(gòu)的環(huán)境激勵(lì)下的非質(zhì)量歸一化的模態(tài)數(shù)據(jù);利用振型歸一化系數(shù)環(huán)境激勵(lì)下的非質(zhì)量歸一化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為質(zhì)量歸一的數(shù)據(jù);最后,將振型歸一化系數(shù)和損傷參數(shù)均視為未知量,通過對(duì)柔度靈敏度方程的適當(dāng)變形,利用廣義逆運(yùn)算進(jìn)行求解。
[Abstract]:The damage identification of bridge structures is very important for the safe use of large structures. In the process of damage identification, how to determine the damage degree and location more accurately has become a hot topic. In this paper, a damage identification method based on the sensitivity of structural flexibility under environmental excitation is proposed. The mode matrix of the damaged structure is obtained by the field dynamic detection of the structure, and the undamaged mode matrix is obtained by modal analysis of the original finite element model based on the drawing. The damage degree of structural element level can be calculated by the formula derived from theory. The main contents of this paper are as follows:. 1. A flexibility sensitivity method for structural damage monitoring using modal data under ambient excitation is introduced. The normalized mode coefficients are introduced to the non-normalized modes under ambient excitation, and these coefficients are regarded as new unknown variables, and the flexibility sensitivity equation is deformed appropriately. Using the straightening operation of the matrix and generalized inverse, the damage parameters of each element and the normalized coefficient of each mode are solved simultaneously. 2. The simple supported beam is taken as the simple model, and the model is established according to the rule of the finite element model. The elastic modulus is modified to simulate the damage of the structure and the modal analysis is carried out to obtain the mode before and after the damage. The proposed flexibility sensitivity method is used to identify the damage. In order to verify the scientific and practical nature of the theory, this paper makes a comparison between single damage and multiple damage in the simply supported beam model, and simulates and analyzes the data incompleteness of the actual situation. It is proved that this method is feasible when the actual test data is not complete. Taking Chengde Bridge as an example, the original finite element model is established according to the drawing, and the mode matrix under mass normalization is obtained. In addition, according to the actual modal test, the non-mass normalized modal data of the bridge structure under ambient excitation are obtained. The non-quality normalized data is transformed into the quality normalized data under the ambient excitation of the mode normalization coefficient. Finally, the normalized mode coefficients and damage parameters are regarded as unknown variables, which are solved by the generalized inverse operation through the proper deformation of the flexibility sensitivity equation.
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U446

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本文編號(hào)：1414936