【摘要】：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,土木、機械、航空等領(lǐng)域各類工程結(jié)構(gòu)不斷增多,這些結(jié)構(gòu)在運營中往往會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性損傷,某些損傷甚至可能誘發(fā)災(zāi)難性事故,所以對現(xiàn)役工程結(jié)構(gòu)進行損傷識別具有重要的工程價值,并已成為目前研究的熱點之一。被譽為“數(shù)學(xué)顯微鏡”的小波分析方法在信號特征提取、奇異性檢驗等方面具有獨特優(yōu)勢,有可能成為結(jié)構(gòu)損傷識別與判定的有效技術(shù)手段并有廣闊的應(yīng)用推廣前景。本文以一簡支梁結(jié)構(gòu)模型為研究對象,基于結(jié)構(gòu)振型參數(shù)的小波分析與處理,對其識別結(jié)構(gòu)損傷的能力與效果進行較為系統(tǒng)的研究。 首先對小波分析的發(fā)展、基本理論、信號奇異性檢驗理論進行了總結(jié)；對簡支梁具有典型結(jié)構(gòu)損傷(裂縫、裂縫群、局部剛度減弱等)時的力學(xué)條件以及模態(tài)參數(shù)求解方法進行了分析,闡述了基于結(jié)構(gòu)振型小波分析技術(shù)手段對結(jié)構(gòu)損傷位置、損傷程度進行識別的原理與方法。 針對受損簡支梁結(jié)構(gòu)模型,采用有限元數(shù)值模擬計算分析方法,基于振型小波分析對不同損傷類型、不同損傷位置、不同損傷程度等的識別進行了系統(tǒng)研究,研究表明,結(jié)構(gòu)振型的小波變換及其相關(guān)系數(shù)可以分別對結(jié)構(gòu)損傷的位置與程度實現(xiàn)有效判定。進一步地,論文對振型小波分析中不同尺度、不同小波基、不同振型的選擇對結(jié)構(gòu)損傷識別效果的影響進行了較全面的探討。 論文模擬制作了受損簡支梁結(jié)構(gòu),采用Polytec激光掃描測振技術(shù),首次以室內(nèi)結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗的方法獲取結(jié)構(gòu)振型數(shù)據(jù),對基于振型小波分析進行結(jié)構(gòu)損傷識別的原理和方法進行了實驗驗證,表明論文所述分析手段與方法能夠?qū)Y(jié)構(gòu)損傷實現(xiàn)有效定位,具有一定的工程實用性。
【圖文】：

系數(shù)行列式必等于零，由此可得帶裂縫梁的自由振動頻率和振型函數(shù)。3.3基于小波分析的損傷梁裂縫識別原理不失一般性，以圖3一1所示簡支梁為例，，基于小波分析對其進行損傷識別。假設(shè)該梁具有三種常見類型的損傷，分別為離散裂縫損傷(Dl)、裂縫群損傷(D2)以及梁內(nèi)某段剛度減弱損傷(D3)，如圖3一4所示，其中梁內(nèi)某段剛度減弱損傷可以模擬鋼筋混凝土梁施工過程中配筋尤其是受力筋數(shù)量減少情況。 DIDZD3/////////卜一一一—一二一—一州圖3一4梁損傷示意圖由前一節(jié)分析可知，這三種形式的損傷均可歸結(jié)為在梁的某個截面處，梁的剛度降低。其中，抗彎剛度EI只與結(jié)構(gòu)材料的彈性模量E和截面幾何特性I有關(guān)。設(shè)剛度變化起始截面為、，其左右兩側(cè)有EI(獷)‘EI(v一)

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第27頁即損傷系數(shù)為占二a/h=20/40二0.5。通過大型有限元軟件ANSYS對其進行有限元動力分析，建模采用SOLID45實體單元，將全梁沿梁長方向劃分為800個單元，每個單元長度均為lmm，由梁左端開始對單元進行編號，單元編號數(shù)即為單元右端距梁左端距離，即裂縫單元節(jié)點編號為301、302和303號，有限元模型如圖4一2所示。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH165.3

【參考文獻】

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本文編號：2557161