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基于模态应变能方法的桥梁损伤识别研究
| 论文题名： | 基于模态应变能方法的桥梁损伤识别研究 |
| 关键词： | 桥梁损伤识别;模态应变能;损伤指标;桥梁结构;振动模态;预应力连续梁桥 |
| 摘要： | 本文在分析桥梁结构损伤识别动态方法的研究现状和存在问题的基础上，利用动态无损识别方法对混凝土梁、混凝土板和混凝土桥梁的损伤定位问题进行了较为系统的研究。利用能量法近似地得出了损伤前和损伤后简支梁和四边简支板的自振频率和振动模态。 基于单元模态应变能改变的基本理论，根据损伤前后结构振型的改变，提出了用于结构损伤定位的指标，并首次推导了识别结构损伤位置及定性判别混凝土梁和板损伤程度的基本公式，编制了梁和板损伤指标的计算程序。 利用该损伤指标分别对混凝土梁和混凝土板的损伤进行了数值仿真模拟和计算分析。数值结果表明，对混凝土梁和板存在一处或多处损伤、以及损伤程度不同时，运用第一阶模态、前五阶模态和前九阶模态均能较好地识别损伤的位置。在损伤位置处，损伤指标的值最大；并且随着损伤程度的增大，运用同阶模态进行计算时，损伤指标的值也随着增大，由此可定性地估计损伤程度的大小。另外，本文用一个两跨的连续梁对该方法进行了实验验证，实验结果表明，用实验所测得的前五阶模态对损伤位置的判别是可以得到理想结果的。 借助于结构计算软件ANSYS，对一变截面预应力连续梁桥进行了数值模拟和损伤识别，并在模拟过程中加入了随机噪声的影响。识别结果表明，对于损伤程度和损伤位置不同的单元，用损伤前后的第一阶模态、前三阶模态和前五阶模态进行分析和计算，都能够很好地识别出损伤位置，而且由得到的损伤指标值，也可定性地判别出损伤程度的大小；对于加入随机噪声影响的损伤判别，也同样可以得到相同的结论。 |
| 作者： | 王锋 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李传习;李毅谦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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