表面裂紋連續(xù)梁損傷識別的曲率模態(tài)小波分析

基于曲率模態(tài)的拱結構損傷識別方法研究——以兩端鉸支的圓弧形拱為研究對象，通過有限元數值模擬計算得到拱損傷前后的前四階模態(tài)參數，然后運用中心差分近似求得拱的曲率模態(tài)并用于拱的損傷檢測研究。結果表明：當布置有足夠數量的振型測點時，拱損傷前后基于...

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net vol121　no110 公　路　交　通　科　技 journalofhighwayandtransportationresearchanddevelopment2004年10月 文章編號:1002ο0268(2004)10ο0055ο03 收稿日期:2003ο08ο07 基金項目:鄭州大學和河南省自然科學基金資助項目(0411052900) 作者簡介:陳淮(1962-),男,河南淮陽人,博士,教授,主要從事橋梁結構分析工作1(chenh@zzu1edu1cn) 基于曲率模態(tài)振型進行梁式橋 損傷

基于曲率模態(tài)和小波變換的簡支梁橋損傷識別方法——小波變換具有在時域和頻域內表征信號局部特性的能力，能夠在不同尺度下對結構響應中的突變信號進行放大和識別．本文在曲率模態(tài)基礎上，提出了一種基于小波變換的梁式結構損傷識別方法利用雙正交小波函數對損傷...

為了對薄板進行損傷識別研究,提出了通過模態(tài)曲率多項式曲線擬合進行板結構損傷定位的方法。根據ansys模態(tài)分析得到損傷彈性薄板的第一階模態(tài)振型,進而得到x方向模態(tài)曲率和y方向模態(tài)曲率,然后分別在x方向和y方向進行多項式曲線擬合?；跀M合值與原始值的差值構造新的損傷指標。數值算例的結果表明:基于模態(tài)曲率多項式曲線擬合的方法能夠準確識別平板損傷位置。該方法具有較高的靈敏度,對小損傷也具有較好的識別效果,同時避免了使用原始無損結構的模態(tài)參數,且僅需要第一階模態(tài)振型便可以精確地進行損傷定位。

基于模態(tài)應變能的梁結構損傷識別——單元模態(tài)應變能法診斷結構損傷時理論上需要完整振型，而實測振型往往是不完備的。本文以梁結構為例，基于理論自由度和實測自由度相匹配的原則，對不完備振型信息進行擴充處理，然后再應用模態(tài)應變能的方法進行損傷識別。結果...

曲率模態(tài)小波法用于網殼結構損傷的識別和定位——工程結構損傷的識別與定位研究以往主要針對梁、框架等結構形式，根據大跨度空間結構桿件和節(jié)點繁多等特點，提出用曲率模態(tài)和小波混合方法對空間結構的損傷進行識別和定位。以跨度100m的schwedler網殼結構損傷前...

在工程中結構損傷檢測不僅要判定損傷是否存在,而且還要進一步確定損傷位置和損傷程度.文章通過模態(tài)應變能相對損傷的靈敏度,建立損傷方程組,并且通過解損傷方程組來識別梁的損傷程度.文章以1根兩端固支的梁為研究對象并進行數值仿真,結果表明此方法能夠確定結構同時發(fā)生多處不同程度損傷的位置和估計損傷的程度,對實際工程應用有一定參考價值.

為克服傳統(tǒng)無損檢測方法檢測缺陷成本高、局部化等缺點,采用單輸入單輸出(siso)的試驗模態(tài)分析方法,對直徑8mm的不同損傷鋼桿進行試驗研究.通過對相應動態(tài)參數的分析,提取振型應變模態(tài)差分曲線為裂紋缺陷直接評價指標.模態(tài)分析結果表明,利用此指標能準確地判斷實際損傷位置和評估損傷程度,此方法可用于工程結構缺陷的動態(tài)無損檢測和評估中.

大跨度t構連續(xù)梁振動模態(tài)分析——指出模態(tài)分析是進行抗震分析所必需的前期分析過程，建立了t構連續(xù)梁系統(tǒng)的振動分析模型，并對該系統(tǒng)進行了模態(tài)分析，得到了該系統(tǒng)的振動動力特性(固有頻率、振型)，為該結構的抗震分析提供一定的理論依據。

在建筑結構的健康監(jiān)測、控制和狀態(tài)評估中經常遇到的一個關鍵性問題是如何根據實測響應信號準確估計結構阻尼比及自振頻率等模態(tài)參數；基于變分模態(tài)分解(vmd)提出一種新的結構模態(tài)參數識別方法；該方法首先對實測振動信號進行vmd分解；獲得單模態(tài)信號；然后采用自然環(huán)境激勵技術(next)得到單模態(tài)信號的自由衰減響應；最后利用直接插值法(di)和曲線擬合獲得結構的自振頻率和阻尼比；通過三層框架結構的數值模擬驗證了該方法的準確性及可靠性；利用該技術對臺風“達維”作用下廣州中信廣場的實測加速度數據進行分析；并將估計的結構模態(tài)參數和其他識別方法的分析結果進行對比；進一步驗證了該方法的準確性和有效性；

為探討基于地震激勵下自然激勵技術(next)結合特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法(era)對于混凝土橋梁模態(tài)參數識別的可行性,對某一預應力混凝土連續(xù)梁橋進行了數值仿真分析。通過有限元分析軟件建立了橋梁的三維實體模型,對模型進行有限元模態(tài)分析和時程分析,并利用強震記錄實現(xiàn)地震激勵,利用加速度信號、考慮外界白噪聲的影響,在僅有輸出響應信號的情況下采用next/era方法識別預應力混凝土橋梁的模態(tài)參數。通過數值仿真分析,識別出結構前4階模態(tài)參數,與有限元模態(tài)分析得到的模態(tài)參數相比較,二者誤差較小,吻合較好。

在同濟大學tj-2風洞中對某超高層建筑進行了剛性模型分組同步測壓風洞試驗,獲得了各測點層的風力時程,然后運用雙模態(tài)轉換法(dmt)—即聯(lián)合運用經典模態(tài)分析法(cma)和本征正交分解法(pod)來進行風振響應計算,研究風荷載對響應的影響因素。計算結果表明:風振響應的結果與荷載-振型影響系數有關,當某階荷載模態(tài)與振型模態(tài)正交性較強時,該階荷載對響應的貢獻較小,反之亦然;同時,風振響應的結果還與荷載模態(tài)主坐標的能量大小(本征值)及頻譜特性、結構頻率和阻尼比有關,本征值越大,其對風振響應的貢獻越大,在阻尼比為定值時,某階頻率處的功率譜值越大則其對風振響應的共振分量貢獻也會越大。

提出了一種基于模態(tài)測量參數和神經網絡的結構損傷檢測方法,建造了兩種輸入方式的bp神經網絡,即自振頻率以及結合自振頻率與振型,并討論了不同數量的輸入信息對結構損傷檢測精度和計算效率的影響。證明了輸入的參數越多,神經網絡就越聰明,訓練的收斂速度越快;以及在保證一定的測量精度的情況下,基于頻率與振型的損傷識別結果要好于基于頻率的檢測結果。最后,通過對3層框架模型的4種損傷工況下的結構損傷檢測結果的分析,認為利用模態(tài)測量參數和神經網絡方法能夠準確地識別結構損傷的位置,而且能較精確地識別結構損傷的大小。

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在機械和環(huán)境荷載作用下,木質構件和結構的局部缺陷如節(jié)疤、腐朽和裂縫等會導致使用壽命的縮減。在木結構工程領域,如果能夠盡早對結構和構件的最薄弱位置進行檢出和評估,可避免因突然破壞而導致的災難性事故。在本研究中,通過振動測試獲取前兩階模態(tài)振型,并利用鋸材梁損傷前后的模態(tài)柔度矩陣差值曲率提出損傷識別指標。為了驗證提案損傷指標的有效性,通過人工切除截面質量來模擬不同損傷程度、不同損傷位置和雙數個損傷的情景,試驗結果表明損傷指標對不同程度、不同位置和雙數個損傷均能準確定位,并可對損傷輕重程度進行定性評價。

提出一種聯(lián)合靈敏度方法用于結構的損傷識別中,該方法將頻率、振型和柔度三種靈敏度結合起來,可以獲得更多的方程來求解損傷參數。利用數值算例對所提方法進行驗證,并將所得計算結果與特征對靈敏度方法計算結果進行比較。結果表明所提方法是合理可行的。

基于模態(tài)柔度差曲率的云杉鋸材梁缺陷檢測

工程結構的損傷識別問題是目前的研究熱點,近年來已提出許多種損傷識別方法。其中,柔度方法因計算簡單實用性強而倍受人們關注。綜述了近二十年來基于柔度變化的結構損傷識別方法,按照計算方法和采用數據的不同將柔度方法進行了分類和歸納,闡述了各類柔度方法的基本原理和主要的計算公式,并分析和比較了各類柔度方法的優(yōu)點和不足之處。最后討論了柔度方法尚存的未解決難題并對后繼研究方向作了展望。

小波分析在結構損傷判別中的應用及試驗研究——隨著大型土木工程的興建，采用先進的儀器和科學的方法來進行在線監(jiān)測和診斷對結構健康狀況的評估起著越來越重要的作用。但無論是基于固有頻率變化，還是振型變化，以及基于柔度或剛度變化的測量方法，都存在著一個...

基于小波包能量法的梁結構損傷識別研究——運用小波包能量法對完好的和具有損傷的簡支梁進行數值模擬，施加相同的激勵，測得結構的響應信號，對信號進行小波包分解，求得各個頻段的能量，通過各頻段能量的變化進行損傷位置的識別，指出這種方法可以對實際梁結構...

用脈沖錘擊法進行了彈性地基上自由板的自由振動模態(tài)試驗,并用mescope軟件分析傳遞函數,得到了7階位移模態(tài)和應變模態(tài)。在此基礎上,對試驗結果進行了初步的分析并總結了彈性地基板振動測試的場地經驗。對用優(yōu)質lr12-2元建立的厚板ads1元進行了vlasov地基上矩形板的有限元分析,同時對vlasov地基上板的振型進行了分析,利用剛體模態(tài)進行了winkler地基參數識別,并利用2階頻率,根據模態(tài)振型匹配的原則進行雙參數地基參數的識別。結果表明:該有限元分析程序具有較強的通用性,地基板的振型呈模態(tài)密集區(qū)的形式。

提出了一種利用不完整模態(tài)多數估計結構損傷的方法。不完整模態(tài)體現(xiàn)在模態(tài)數少于自由度數，測點數少于自由度數。通過不完整模態(tài)參數建立了完整的剪切型模型，然后利用結構變化后產生的廣義殘余力來估計結構的損傷。該方法的優(yōu)點：（１）不僅可以估計剛度損傷還可以估計質量的變＊化；（２）利用的是不完整模態(tài)。最后用該方法對一個結構模型的振動臺試驗的結果做了分析。