乐音准则法及其在结构损伤诊断中的应用研究

为寻求一种简便、高效的结构损伤识别方法,组织实施了瓷盘、钢壳及5层钢框架的模型试验,根据试验结果,提出了一种基于欧姆听觉定律的结构损伤识别方法,即"乐音准则法"。该方法对于诊断均匀、规整的一维(杆、索)或二维(板、壳)结构的损伤十分有效。试验结果表明,均匀、规则结构的固有振动频谱具有与乐音相类似的特征,在其发生损伤后,固有振动频谱发生明显变化,据此定义了"乐音准则法"。试验证明,该方法对识别瓷盘损伤敏感有效;对钢壳径向损伤有效,对环向损伤不敏感,主要原因是环向损伤对壳体结构刚度影响较小。在5层钢框架的损伤识别试验中,根据乐音准则法,首次提出运用频率比作为结构损伤诊断指标,成功地识别出了结构损伤。

基于乐音准则法的斜拉桥拉索损伤诊断研究

为探讨乐音准则法在斜拉桥拉索损伤诊断中的适用性,分别以一根完好钢索和一根损伤钢索为试验对象,在试验室中给拉索施加一个脉冲激励,以获取拉索的振动时程,在此基础上应用乐音准则法对其进行损伤识别研究,并最终将乐音准则法应用于吉林省松原大桥的拉索健康诊断。研究结果表明:仅以振动时程或频谱的差异不足以判断斜拉索的损伤;而结构相邻阶固有频率的差值对拉索的损伤较为敏感,可作为拉索损伤诊断的指标。松原大桥斜拉索振动测试获取的各阶频率接近于等间隔分布,符合乐音准则法的定义,且该方法有较强的抗环境干扰能力,证明乐音准则法可应用于实际桥梁工程中拉索的损伤诊断。

结构损伤识别中乐音准则的应用及数学表达方法

为进一步明确乐音准则法的适用范围并提出相对应的量化的判伤标准,提高其应用性,选取了钢杆、钢框架及两组钢壳体模型进行了损伤识别实验,并综合其他符合乐音特征结构的频谱信息进行分析。结果表明:乐音准则法在判别构造简单、均匀规整的杆、索、板、壳类结构的损伤时有效;其频谱分布规律为各个谱线呈"梳齿状"展布,清晰有序,各阶频率按照一定规律分布;可以通过将各阶频率对应其模态阶数作为散点来拟合直线或者对数(指数)曲线的方法来判别损伤,将这种分布规律称为乐音准则法的数学表达。并由此提出乐音准则法的判伤步骤,该方法优点在于可以在没有完好结构作为损伤判别指标时进行损伤识别。

钢结构损伤诊断实用方法研究

土木工程结构在长期的服役过程中不可避免地遭受损伤,损伤将导致结构抗力衰减,极端情况下会引发工程事故,造成重大的人员伤亡和财产损失。因此,对结构的损伤识别法进行深入的研究意义重大。