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梁桥混凝土开裂的非线性振动及损伤识别
| 论文题名： | 梁桥混凝土开裂的非线性振动及损伤识别 |
| 关键词： | 多片式T梁桥;横隔板;局部损伤;非线性振动响应 |
| 摘要： | 本文首先从结构开裂模拟方法入手，总结了结构健康监测领域关于结构开裂模拟的各种方法：局部刚度折减、分离的弹簧模型以及二维或三维复杂模型，通过比较找出了最适合模拟结构实际开裂的方法，并用前人研究的实验数据验证了其可靠性。 接着，通过在有限元模型中引入非线性单元，模拟了裂缝“开合”效应在单自由度体系和带裂缝的悬臂梁结构中的影响：即结构在振动过程中，由于裂缝一张一合而引起的非线性效应对结构振动响应的影响。分析表明裂缝“开合”效应给结构动力响应带来最大的特点是高次谐波扰动的出现。自由振动时，由于裂缝的“开合”，结构瞬时频率不断在完好结构频率和裂缝完全张开时的频率之间来回变化。裂缝损伤程度越大，瞬时频率变化的带宽也越大。在外力谐振荷载作用下，裂缝“开合”引起的非线性效应能明显体现出来。将结构动力响应信号进行EMD分解，提取了反映损伤程度的指标能量扰动比C<'E><,disturb>：IMF分量在相同时域范围内的能量比。通过比较结构上不同位置响应信号的能量扰动比C<'E><,disturb>，C<'E><,disturb>具有初步判断损伤发生位置的潜力。 最后，结合桥梁实际的损伤类型，通过有限元计算详细模拟了横隔板开裂和横隔板连接钢板损坏这种多片式T梁桥中最易出现的损伤形式，分析它给结构静动力性能带来的影响。考虑裂缝“开合”效应时，计算了不同横隔板局部损伤程度下结构的非线性振动响应的损伤指标C<'E><,disturb>。 |
| 作者： | 陈志刚 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张启伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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