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　　【摘要】：隨著現代交通事業的飛速發展,特大型橋梁結構不斷涌現,橋梁數量日益增多。為了保證橋梁結構的安全性并滿足使用要求,快速有效地發現橋梁結構或構件的損傷,及時掌握運營橋梁的健康狀況,已經成為一個迫切需要解決的問題。 本文首先針對當前橋梁結構損傷研究這一熱點問題,進一步明確了橋梁健康診斷的內涵,其內容包括結構損傷分析與估計、損傷評價與決策這兩方面。系統闡述了當前結構健康診斷的中心環節——結構損傷識別的各種方法研究現狀,并根據其中存在的主要問題展望了這一領域發展趨勢。 對子結構剛度修正的結構損傷識別方法,用一簡支梁算例驗證其理論上的可行性; 為解決損傷識別過程中理論自由度與實測自由度匹配問題,本文討論了模態擴階和模態減縮這兩類方法; 并對實際測量中噪聲問題作了探討。 由于各種模態擴階方法依賴于分析結構的剛度及質量精確度,因此對受損結構模態數據進行擴階時,就不可避免地引入誤差,從而導致識別結果的失敗; 用模態減縮法實現自由度匹配,能夠準確識別結構損傷位置及程度,但這需要以增加測點為代價,同時還要使用迭代算法。 在單樣本確定性方法識別損傷時,測量噪聲影響很大,且無法消除。由于橋梁監測系統能夠提供連續穩定測試數據,因此文章使用統計平均方法來消除振型測量噪聲的干擾。 【關鍵詞】：橋梁健康診斷 損傷識別 子結構剛度修正 模態擴階 模態減縮 統計方法
【學位授予單位】：石家莊鐵道學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：U446.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.048263
【目錄】：

• 第一章 緒論8-17
• 1.1 概述8-9
• 1.2 橋梁健康診斷9-10
• 1.3 研究發展現狀10-15
• 1.3.1 動力指紋法11-12
• 1.3.2 模型修正法12-13
• 1.3.3 其它結構損傷診斷方法13-15
• 1.4 橋梁健康診斷存在的主要問題及未來研究方向15-16
• 1.5 本文的研究內容16-17
• 第二章 橋梁結構損傷識別有限元模型的建立及損傷識別過程17-31
• 2.1 橋梁結構損傷識別有限元模型的建立17-24
• 2.1.1 ANSYS 理論基礎及分析思路17-18
• 2.1.2 ANSYS 分析流程18-19
• 2.1.3 橋梁結構損傷有限元模型建立應注意的問題19-21
• 2.1.4 ANSYS 中桿單元簡介21
• 2.1.5 ANSYS 中梁單元簡介21-22
• 2.1.6 ANSYS 中殼單元簡介22-23
• 2.1.7 ANSYS 中超單元(子結構)及其使用流程23-24
• 2.2 識別過程24-29
• 2.2.1 識別基本思路24-25
• 2.2.2 系統響應測試——環境隨機激振法25-26
• 2.2.3 模態選取26-27
• 2.2.4 理論模型模態數據和實測模態數據的匹配27
• 2.2.5 測量噪聲的解決27-28
• 2.2.6 算法的實現28
• 2.2.7 具體識別的兩種情況28-29
• 2.3 小結29-31
• 第三章 基于子結構剛度修正的損傷識別31-49
• 3.1 動力學問題的一般理論31-34
• 3.1.1 多自由度線性系統振動的理論基礎31-33
• 3.1.2 低階模態求解理論33-34
• 3.2 子結構剛度修正識別理論34-37
• 3.3 此方法識別應用中的相關問題37-48
• 3.3.1 對實測模態進行質量規一化37-38
• 3.3.2 測量模態選取準則38-39
• 3.3.3 理論模型自由度和實測數值的匹配39-48
• 3.3.4 噪聲48
• 3.4 小結48-49
• 第四章 識別算法的應用實例49-72
• 4.1 簡支梁損傷識別49-66
• 4.1.1 模型概況49
• 4.1.2 子結構剛度修正的理論識別49-56
• 4.1.3 模態擴階識別56-60
• 4.1.4 模態減縮識別60-62
• 4.1.5 有測量噪聲識別62-66
• 4.2 平面桁架損傷識別66-69
• 4.2.1 模型概況及結構劃分66-67
• 4.2.2 損傷模擬識別67-69
• 4.3 小結69-72
• 第五章 結論與建議72-74
• 5.1 結論72-73
• 5.2 建議73-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78-79
• 個人簡歷、在學期間的研究成果及發表的學術論文79
• 個人簡歷79
• 已發表的學術論文79