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概率损伤识别过程中的参数不确定性量化和传递分析
| 论文题名： | 概率损伤识别过程中的参数不确定性量化和传递分析 |
| 关键词： | 概率损伤识别;单元模态应变能;损伤指标;响应面分析;Carlo随机模拟;参数不确定性 |
| 摘要： | 结构损伤识别研究是国内外的研究热点，由于结构模型的复杂性、量测误差及噪声干扰等因素都会带来损伤识别的不确定性，因此，考虑不确定性影响的概率损伤识别具有重要的理论意义和工程实用价值。本文侧重研究了考虑比例阻尼影响的损伤识别和参数不确定性量化和传递分析，主要工作如下: 1、考虑比例阻尼影响，推导了基于单元模态应变能变化的结构损伤方程组，并采用模态截断算法和最小二乘法求解结构损伤方程组;通过一简支梁数值模拟算例与简支工字型钢梁模型试验，验证考虑比例阻尼影响的基于单元模态应变能变化的损伤识别方法。 2、以加固前嵩口大桥为工程背景，基于其外观检测和环境振动测试，采用实测数据，进行考虑比例阻尼影响的基于单元模态应变能变化的实桥损伤识别。 3、基于Monte Carlo原理，采用Crystal Ball软件进行参数不确定性随机模拟，结合响应面方法，选取一简支梁损伤数值算例进行参数不确定性量化和传递分析。 4、以加固后嵩口大桥为工程背景，基于其外观检测和实时监测，基于响应面的Monte Carlo随机模拟，探讨参数不确定性的量化和对损伤指标的影响分析。 得到的主要结论如下: 1、建立了考虑比例阻尼影响的基于单元模态应变能变化的结构损伤识别方法，数值算例与模型试验均表明:基于单元模态应变能变化的总损伤指标可以识别出损伤位置和损伤程度。 2、加固前嵩口大桥损伤识别显示:考虑比例阻尼的影响后，单元刚度折减系数在10％和50％范围内可识别出实桥损伤位置和损伤程度;主梁和横隔梁的竖向和纵向损伤指标均呈现明显的规律，表明考虑比例阻尼影响的基于单元模态应变能变化的损伤识别方法可用于实桥开裂损伤识别。 3、基于响应面的Monte Carlo模拟，在Crystal Ball软件中建立假设模型和预测模型，可得出预测指标——单元模态应变能损伤指标的概率分布特征，其中加固后嵩口大桥损伤单元的单元模态应变能损伤指标服从logistic和t两种分布。 4、基于响应面的Monte Carlo模拟，采用Crystal Ball软件可对单元模态应变能损伤指标进行不确定性分析，考虑了参数的不确定性，得出的损伤指标结果也具有不确定性，这种方法更符合实际工程，在桥梁结构损伤识别领域中，具有一定的工程实用价值。 |
| 作者： | 王龙花 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 宗周红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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