基于模态柔度差曲率的梁结构损伤识别

对于梁式结构的损伤识别,模态柔度比结构的频率和位移模态更加灵敏,通过结构的前几阶模态就可以容易计算得到。文中提出了基于柔度差曲率的损伤识别方法,通过3种方式计算所提指标,将得到的指标进行损伤敏感性对比,在简支梁设置一处、多处和支座处的损伤工况,在两跨连续梁设置多个和支座处的损伤,仿真结果表明,通过模态柔度行均值计算的柔度差曲率最好,柔度列最大元素计算的指标次之,柔度对角元素计算的指标可以进行简支梁1处损伤,但对多处损伤有些模糊。

基于柔度差曲率的简支梁损伤识别方法

针对土木工程结构健康监测,介绍了基于模态参数的损伤识别方法,分析依据模态参数获取结构刚度和柔度的条件,说明从一些低阶模态参数就可以获得柔度矩阵的精确估计值.提出一种利用柔度差曲率进行损伤定位与定量的新方法,通过对简支梁在不同损伤情况下的数值模拟验证了该方法的有效性,结果显示该法简单易行,具有一定的工程适用性.

基于柔度差和变形曲率的损伤定位识别方法研究

文章介绍了柔度差和变形曲率用于结构损伤识别的理论。通过对一个简支梁的仿真计算表明,两种方法均能对单个损伤单元进行定位,并随着损伤程度的增大识别愈加明显,但对于多位置损伤识别,变形曲率法比柔度差值法更精确,且不需要健康结构的信息作为基线,适合工程损伤的快速动力学检测。

基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别

为提高梁式结构损伤诊断的效率,提出一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别方法。首先根据结构振动理论,研究广义柔度矩阵计算公式;再利用模态柔度对结构损伤灵敏性高的优点,改进基于柔度差曲率的损伤定位指标,定义类柔度差曲率LCFC损伤指标,并初步识别损伤;最后基于矩阵摄动进行结构损伤识别结果确认。考虑多种损伤工况,对一简支梁结构进行损伤识别数值模拟验证。结果表明:仅使用一阶模态,建立的类柔度差曲率LCFC指标对梁式结构损伤定位具有良好的诊断效果,且计算工作量小;对于含边界损伤单元的多损伤工况,当损伤程度大于10%时,LCFC指标识别有效;当损伤程度不大于25%时,各工况二阶摄动识别结果精度较高,相对误差较一阶摄动结果明显降低,证明了该方法的实用性、有效性和精确性。

斜拉桥损伤识别时柔度差法的运用

随着城市建设的逐步发展,桥梁损伤识别越来越得到重视。不管是提前预警还是灾后评估,通过数据分析人们能够了解结构的现状服役情况,对桥梁进行损伤识别,并进行加固或者维护等一系列的工作。柔度差法是结构损伤识别方法之一,它能充分地识别出桥梁的损伤,因此是实桥监测的重要手段。

基于柔度差法的斜拉桥损伤识别

通过数值模拟建立有限元模型并模拟损伤,采用柔度差法对某斜拉桥算例进行损伤识别,经过数值试验的验证,损伤效果较好,证实该柔度差法可以实现对大型斜拉桥结构的损伤识别。

基于模态柔度的高桩码头损伤识别方法研究

高桩码头在长期服役后,其健康状态及安全性受到学者们的广泛关注。高效、快捷、准确地对现役高桩码头的损伤状态和损伤位置进行识别对码头的维护与健康监测具有重要意义。以某高桩码头基桩为研究对象,对含有三榀排架的码头结构段进行数值模拟,设置4种不同损伤程度和多位置损伤的工况,研究了基于码头损伤前后模态柔度的基桩损伤识别方法。提出了2类损伤指标:模态柔度差和模态柔度差曲率。研究表明,提出的两类损伤指标能够有效表征出高桩码头基桩不同程度的损伤,但是,多损伤工况下的损伤识别效果弱于单损伤工况;二阶模态下的损伤指标的识别效果普遍优于一阶模态;基于模态柔度差曲率的损伤指标的损伤位置信号明显,具有较高的防误判性。

基于柔度差曲率矩阵的结构损伤识别方法

柔度是较频率和位移模态更敏感的结构损伤标示量。提出利用结构损伤前、后的柔度矩阵,先后对柔度矩阵差的列、行进行两次差分,求得柔度差曲率矩阵(δFlexibility Curvature Matrix),并以其对角元素作为检测结构损伤指标(δFCMD)的新方法。该方法仅需低阶模态参数即可进行损伤检测,不论对简支梁、悬臂梁、固支梁,或多跨连续梁,单一位置损伤、支撑处损伤、轻微损伤,还是多种损伤共存,均具有损伤定位的能力、并能定性反映损伤程度。通过与已有的柔度差、柔度变化率、均匀荷载面曲率差等柔度指标的数值模拟分析研究,显示了该指标检测损伤的有效性和优越性。

基于柔度差平均曲率的悬臂挡墙损伤识别

针对悬臂挡墙的损伤识别问题,提出了基于柔度差平均曲率的挡墙损伤识别方法。该方法引入微分几何理论中曲面上一点的平均曲率概念,通过该点上2个主曲率求其平均曲率。首先利用挡墙损伤前、后模态柔度矩阵求取柔度矩阵差,并以其列元素的平均值作为模态柔度差向量;然后利用中心差分法求得模态柔度差平均曲率作为检测挡墙损伤的新指标(FDMC)。通过对悬臂挡墙的数值模拟研究,结果表明:无论对单处损伤还是多处损伤,该指标都能准确地识别挡墙的损伤位置;根据损伤程度和指标FDMC的相互关系进一步确定单元的损伤程度,且具有较高的识别精度。通过与已有的高斯曲率模态差指标进行比较,验证了该指标的有效性和优越性。

结构损伤诊断的模态柔度差曲率法

为了使损伤更加明确显示,在求得结构损伤前后的模态柔度差之后,建立模态柔度差曲率作为二维结构的损伤指标来诊断损伤。考虑多种损伤情况,对二维结构进行了数值模拟,并用不同类型的指标进行了诊断。对比结果表明,该文指标与模态柔度曲率差指标所得结果基本上是相同的,且该文方法计算工作量要小。为了弥补利用模态柔度曲率差指标在诊断三维结构多处损伤时存在指标遗漏的现象,建立了模态柔度差曲率和作为三维结构损伤指标。三维桁架桥与板结构的算例表明,模态柔度差曲率和指标在三维结构的损伤诊断中比模态柔度差曲率指标效果好。综上所述,对于二维结构而言,损伤诊断指标为模态柔度差曲率;对于三维结构而言,损伤诊断指标为模态柔度差曲率和。

利用模态柔度曲率差识别框架的损伤

采用结构模态参数进行损伤识别是研究较早,应用较多的无损探伤检测方法。提出了一种称为模态柔度曲率差的损伤检测指标。该指标利用模态柔度,不仅比频率和振型更敏感,而且对高阶模态的依赖大为减小。此外,曲率的采用也增加了其对损伤的敏感程度。对两个框架有限元模型进行了分析,详细比较了该指标和振型曲率改变率等其它一些指标在不同的损伤分布和损伤程度下的损伤识别效果,发现模态柔度曲率差识别效果最好,结果最稳定。

基于模态柔度曲率差的弯管结构损伤识别

为对弯管结构进行无损检测,结合有限元模拟和实验模态分析方法,对具有不同位置和程度的损伤弯管结构进行研究,计算和分析其模态柔度曲率差,探讨模态分析方法在弯管结构损伤检测中的适用性。研究结果表明:弯管结构的模态柔度具有方向性,弯管所在平面x,y方向柔度求解的模态柔度曲率差不能对弯管进行损伤识别;垂直弯管所在平面z方向柔度不仅可以对弯管进行单处、多处的损伤定位,而且可以对同一位置的损伤程度进行定量分析。

基于子结构及模态柔度曲率差的某框架结构损伤识别

基于子结构思想,通过对框架结构中子结构的边界施加虚拟的数值支座,限制子结构边界的位移,把子结构从整体结构中隔离出来。运用提出的模态柔度曲率差方法对子结构进行了损伤识别。结果表明:该方法仅需低阶模态参数即可进行损伤识别,不论对单一位置损伤,还是多种共存的损伤,均具有损伤定位的能力,并能定性反映损伤程度。与已有的柔度差、柔度差值曲率两种柔度指标的数值模拟比较结果证明了该方法检测损伤的有效性和优越性。

基于改进模态柔度曲率差的结构损伤识别方法

针对柔度曲率差指标识别模糊和错误定位的问题,将灰色系统理论与柔度矩阵相结合,提出灰并联模态柔度曲率差指标,并提出损伤程度的判定方法,提高了指标对损伤的敏感性。采用变化柔度矩阵降低了噪声对损伤识别结果的影响。在一个直管结构上进行损伤识别应用,通过与柔度曲率差指标的数值模拟对比分析和实验验证,表明该指标在直管损伤识别中具有一定的有效性。

基于灰并联模态柔度曲率差的梁结构损伤识别

运用提出的灰并联模态柔度曲率差方法对子结构进行了损伤识别。结果表明:该方法仅需低阶模态参数即可进行损伤识别,不论对单一位置损伤,还是多种损伤共存,均具有损伤定位的能力,并能定性反映损伤程度。与已有的柔度差、柔度差值曲率两种柔度指标的数值模拟进行比较,显示了该指标检测损伤的有效性和优越性。

弯管结构模态柔度曲率差法损伤识别

对弯管结构进行损伤识别,采用模态柔度比结构的频率或位移模态更灵敏,且模态柔度仅需结构的低阶频率和振型就可准确地计算。采用有限元方法,以一弯管为仿真算例,以结构模型的单元刚度的下降来模拟损伤。结果表明:弯管结构的模态柔度具有方向性,弯管所在平面x、y方向柔度求解的模态柔度曲率差不能对弯管进行频率损伤识别,垂直弯管所在平面z方向柔度不仅可以对弯管进行单处、多处的损伤定位,而且可以对同一位置的损伤程度进行定量分析。

基于柔度曲率矩阵差的损伤结构识别方法

为了提高柔度法应用于结构损伤识别的范围和准确度,提出了一种柔度曲率矩阵差的损伤识别新指标,并在柔度法理论基础上进行了改进.通过简支梁和连续梁的算例对这种识别指标的有效性进行了验证,同时采用了另外3种识别指标进行了对比.结果表明:在单处损伤和多处损伤的情况下,使用该指标仅需前一阶模态数据就能对文中梁结构进行准确的损伤定位,并对结构轻微的损伤进行了准确识别.与文中的另外3种损伤指标相比,新指标具有明显的优势,且更具准确性和广泛性.

基于柔度曲率差的桥梁健康诊断方法

本文在柔度矩阵基础上,用柔度曲率差为识别指标研究了桥梁结构多位置的健康诊断,并以几种梁式桥为例进行有限元仿真验证。结果表明,柔度曲率差具有良好的坐标指示能力,在损伤位置处,指纹有明显突变,损伤增大突变也相应增加,利用该方法进行梁式桥损伤识别可获得很好的识别精度,采用三次样条函数拟合柔度值的方法可有效解决解决噪声的干扰问题。

基于柔度矩阵曲率差法识别结构损伤

提出利用柔度矩阵曲率差法研究结构的损伤识别,利用结构损伤前后的柔度矩阵分别求得各列的平均值,然后进行差分,并以其作为损伤识别的指标;以有限元分析含损伤结构的模态参数为基础,分别建立简支梁含有一处损伤、多处损伤、连续梁各跨和支座处含有一处损伤的ANSYS有限元模型,分析该方法识别结构损伤的效果。数值分析表明该方法仅需低阶模态参数即可准确简便地识别结构单处或多处损伤的位置;通过与已有的MF、MFC、RFD等损伤指标的数值模拟分析对比,显示了该指标的优越性。

柔度曲率差在拱桥拱肋损伤识别中的应用

阐明了模态曲率差的基本原理,在模态曲率差理论基础上,针对一下承式系杆拱桥模型进行了拱肋损伤的有限元数值模拟与试验研究,分析了不同损伤状况下拱肋的模态曲率差曲线及损伤前后结构固有频率的变化情况。结果表明:模态曲率差值曲线随节点变化均在拱肋损伤单元及相关的单元位置出现了尖峰突变,且随着损伤单元的损伤程度加剧,尖峰突变的峰值也在增大,说明该指标能识别出拱肋单个单元损伤和多个单元的损伤位置。