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高桩码头模态参数识别技术研究与有限元模型修正
| 论文题名： | 高桩码头模态参数识别技术研究与有限元模型修正 |
| 关键词： | 高桩码头;模态参数识别;有限元模型;功率谱峰值法理论 |
| 摘要： | 高桩码头是用系列长桩打入软土地基形成桩基础,以承受上部结构传来的荷载。它的特点是结构简单,能承受较大荷载,材料用量少,适用于软土层较厚的淤泥质海岸。但是高桩码头的耐久性相对于其他码头结构形式差,码头构件易破坏,摔坏后不易修复,抗震性能较差。目前现有的码头结构检测方法主要有人工探视法、破损法和无损检测法。人工探视法费时费力难于发现隐患,如水下部分结构和土体中部分结构;基于振动测试的动态检测方法是一种有效的无损检测方法,它既能在实验室实现,也能应用于实际工程中,并且不影响结构的正常使用,能对结构隐蔽部位进行检测及损伤诊断。如何识别结构的模态参数是进行结构无损动态检测的基础。本文主要的工作有以下两个方面: 1、阐述了未知下识别结构模态参数的功率谱峰值法理论,以某港高桩码头为原型采用钢筋混凝土为原材料建立大型高桩码头物理模型进行模态试验。在不同工况下仅利用结构输出响应分析在MATLAB下编程得到时域数据的自功率谱、互功率谱、相干函数和互谱相位,从而识别了高桩码头结构模型的前2阶固有频率。采用ANSYS建立高桩码头物理模型的考虑桩土相互作用的有限元计算模型。将计算结果与试验结果对比,两者相差不大,有限元模型建立正确。 2、利用高桩码头物理模型振动测试结果对结构有限元模型的修正。以结构特征灵敏度分析为基础进行了基于优化理论的有限元模型修正。修正采用了零阶优化和一阶优化算法,对比两种优化算法,一阶优化算法精确度略高,但计算时间远超过零阶算法。建立合理的初始有限元模型是模型修正的关键,所以在进行模态分析时需要考虑土-桩基-上部结构的相互作用。修正后的有限元模型动力特性更趋近于实测值,同时为高桩码头结构的动力响应分析、损伤诊断和整体性评估提供基准。 |
| 作者： | 韩阳 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 赵冲久 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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