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基于曲率模态变化率的桥梁损伤识别
| 论文题名： | 基于曲率模态变化率的桥梁损伤识别 |
| 关键词： | Euler-Bernoulli受弯梁;构件动力;刚度退化;模态参数;分阶段识别 |
| 摘要： | 基于动力测试的结构损伤识别方法因基本理论的不断完善、飞速发展的计算机技术以及信号处理与测试技术的进步在土木工程领域得到了广泛的应用，而土木工程结构在野外服役的期间，受到各种复杂荷载、环境腐蚀及自然灾害等作用以及荷载量的日益增加与服役年限的延长，不可避免的存在表面和内部缺陷，极易出现局部刚度退化且刚度退化程度不均匀的问题，针对此类问题，本文以Euler-Bernoulli受弯梁为研究对象，从构件动力特性入手，综合考虑损伤前后模态参数的变化，提出了适用于工程结构损伤模型的分阶段识别方法，主要研究内容如下: 通过对Euler-Bernoulli梁均匀退化模型损伤因子的灵敏度进行分析，界定了其灵敏区间及适用范围，并针对区域刚度退化非均匀的情况进行识别分析，发现该方法无法进行有效的分析计算。 在柔度矩阵的理论基础上推导了模态挠度曲率差指标函数，并以此对损伤进行定位识别，模拟分析了简支梁和连续梁的各种损伤情况，并与前人采用的基于模态柔度的两个损伤定位指标函数进行了对比分析，探讨了所提出的损伤定位指标函数和现有指标对结构各种损伤状况的灵敏度，对比了三者之间的优劣性。 在Euler-Bernoulli梁均匀退化模型的基础上，对其计算方法进行改进，提出了适用于区域刚度退化非均匀模型定量识别的频率改变率法，在损伤定位识别后，对简支梁的损伤进行定量分析计算，分析了该计算方法的定量识别精度及其适用范围。 以RC梁为试验对象，通过对RC梁进行分级加载使其产生裂缝，采用所提出的模态挠度曲率差指标函数对裂缝区域进行定位识别，然后再对裂缝区域进行节段划分，以改进的频率改变率指标来识别裂缝区域的刚度退化分布情况，最后通过有限元模型结果、实际静力测试结果和动力测试结果之间的对比验证了本文所提出的损伤识别方法的可行性和有效性。 |
| 作者： | 唐催 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张建仁;王磊;张家滨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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