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原文传递基于可靠度结构损伤程度识别方法研究

论文题名：	基于可靠度结构损伤程度识别方法研究
关键词：	结构可靠度;损伤程度;识别方法;动力指纹;可靠度分析;损伤因子;结构参数;简支梁桥;蒙特卡罗法;曲率模态差;不确定性因素;测试参数;模态应变能;响应面法;识别精度;模态参数;梁桥结构;计算方法;分析方法;结构损伤识别
摘要：	结构被诊断出存在损伤及损伤位置已识别后，结构损伤程度可根据实测模态参数进行识别，在目前的结构损伤程度识别中，识别结果为一个确定值。然而，在结构建造过程中以及结构的模态测试过程中往往存在许多不确定因素的影响，导致结构参数和实测模态参数一般具有随机性，由结构损伤程度识别方法得到的识别结果也应存在一定的变异性，这就产生结构损伤程度识别的精度问题。为了解决上述问题，需要引入数理统计分析方法，把影响结构损伤程度识别的各种因素视为随机参数，运用可靠度理论，得到在可接受可靠度下结构损伤程度识别的精度，从而确定结构损伤程度，此时该结果为一个区间。当采用不同动力指纹进行结构损伤程度识别时，在相同条件下不同动力指纹所对应的识别结果是不相同的，通过比较这些结果的区间大小，可以评价不同动力指纹的优劣。本文在结构可靠度及基于动力指纹结构损伤程度确定性识别的研究基础上，提出了一套结构损伤程度识别方法，同时形成了一套利用该方法对结构损伤程度识别中不同动力指纹的优劣进行评价的流程，并应用于一简支梁桥结构损伤程度识别可靠度分析中。　　本文的工作分成三个基本部分: 　　第一部分论述了结构可靠度的基本概念及常用的结构可靠度计算方法，并在此基础上，介绍了一种改进的结构可靠度计算方法，即响应面-蒙特卡罗法。　　第二部分阐述了基于动力指纹结构损伤程度识别理论方法，并对一简支梁桥进行了确定性分析。　　第三部分在前述两部分的基础上，提出了一套基于可靠度结构损伤程度识别方法，同时也形成了一套利用该方法对结构损伤程度识别中不同动力指纹的优劣进行评价的流程，并应用于简支梁桥结构损伤程度识别可靠度分析中。　　本文研究取得的主要结论有：　　（1）结构损伤程度识别涉及到许多不确定性因素，结构损伤程度识别可靠度研究是结构损伤识别研究的一个重要方向。　　（2）本文提出的基于可靠度结构损伤程度识别方法，综合运用了响应面法、蒙特卡罗法、有限元法及样条拟合技术，可以考虑结构参数和测试参数的不确定性，是一套考虑因素全面、计算量少的结构损伤程度识别可靠度分析方法。　　（3）在简支梁桥损伤程度识别中，随着结构损伤程度的增大，识别结果越准确，但无论采用何种动力指纹均无法识别结构小于10％的损伤。当同时考虑结构参数和测试参数的变异性时，结构损伤程度识别精度与只考虑测试参数时的识别精度比较，最大偏差达到4．80％，表明在进行结构损伤程度识别时必须考虑结构参数的影响。　　（4）在利用基于三种动力指纹结构损伤程度识别结果进行动力指纹评价时，平均模态应变能变化率所对应的识别结果区间最小，平均曲率模态差损伤因子次之，柔度差曲率损伤因子最大，说明当采用三种动力指纹进行结构损伤程度识别时，平均模态应变能变化率较优，平均曲率模态差损伤因子次之，柔度差曲率损伤因子较差。
作者：	娄永利
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	韩大建;苏成
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华南理工大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文