基于SD值法桥梁损伤识别研究

本文结合桥梁位移模态、转角模态及曲率模态的相互关系,提出一种可简化计算,减小损伤识别误差的结构曲率方差比SD值法。依托S318线玉门至昌马公路干渠2号桥,建立有限元模型,通过设置损伤工况,分析了桥梁自振频率,位移模态对桥梁损伤识别的影响,并对SD值法损伤识别适用性进行研究。结果表明,本方法可以有效识别结构损伤,并确定局部损伤位置及损伤数量。

基于平均曲率模态损伤因子的桥梁损伤识别方法

损伤识别是目前桥梁健康监测领域中研究的热点问题。为进一步提升桥梁监测中的损伤识别精度,根据目前研究现状,以振动分析中的曲率模态参数为基础,利用模态二阶求导后的损伤因子DF指标进行桥梁的损伤识别研究。通过对一座连续梁桥预设不同位置、不同程度的单损伤、多损伤工况,并采用曲率模态损伤因子DF指标进行识别,结果表明该指标方法在大体上能较为准确地识别出单损伤、多损伤工况,但同时该指标曲线在二阶、四阶模态下的未损伤部位会出现突变,这在一定程度上会影响损伤位置判别。依据这一识别缺陷,提出了一种平均各阶次损伤因子曲线的识别方法,算例验证结果表明,该方法能有效降低未损伤部位的突变,具有较好的识别效果。

桥梁结构损伤识别的曲率模态技术

介绍了桥梁结构健康监测的一些实际应用 ,阐述了结构损伤识别的现状 ,并对有关损伤诊断的一些方法进行了评价 .重点论述了曲率模态分析的基本理论 ,探讨了曲率模态在结构损伤检测中的应用 。

曲率模态在桥梁状态监测中的应用

本文分析了曲率模态用于桥梁状态监测的可行性 ,并进行了有限元验证。结果表明 ,曲率模态对故障较为敏感 ,能够反映桥梁的局部状态变化 ,可以用来检测损伤位置及损伤程度 ,且高阶的曲率模态对故障的敏感性要优于低阶的曲率模态。

基于径向基函数神经网络的斜拉桥损伤识别

为寻求桥梁结构自动损伤识别的方法,利用径向基函数(RBF)神经网络对某斜拉桥进行了损伤识别研究。分别采用了频率、振型模态、曲率模态3种指标作为网络的输入参数,考虑1根斜拉索损伤、2根斜拉索损伤及3根斜拉索损伤的三类工况,提出了损伤位置识别判断准则及识别效果评价指标。研究表明,径向基函数神经网络对斜拉桥的损伤位置和损伤程度能进行有效识别,构造样本和选择损伤指标是今后的研究方向。

用遗传算法选择悬索桥监测系统中传感器的最优布点

本文利用遗传算法搜索悬索桥结构健康监测系统中传感器的最优测点。以青马悬索桥为对象，研究其加劲梁和桥塔上传感器的最优布点。在讨论经典遗传算法的基本原理和优点，及在结构健康监测系统中，为探测累积损伤用的传感器最优布点之后，本文讨论了广义遗传算法，并用一个算例比较了广义遗传算法和经典遗传算法，结果表明广义遗传算法比经典遗传算法有明显改进。最后，以香港青马桥为例讨论了用广义遗传算法求大跨度悬索桥最优测点，文中针对不同传感器及不同目的提出了三个适应度，它们分别由位移模态和曲率模态表示。并根据这三个适应度用广义遗传算法搜索了青马桥上传感器最优布点。结果表明，用广义遗传算法搜索悬索桥监测系统中传感器的最优布点结果稳定可靠，且收敛迅速。

基于小波奇异性的梁结构损伤诊断

利用小波奇异性检测原理,采用墨西哥草帽小波对结构在健康和损伤状态下的模态振型差进行小波变换。根据模态曲率进行损伤检测的原理,提出了表示损伤位置的指标,指标值极大处即损伤发生的位置。以一个悬臂梁损伤检测为例,进行了数值模拟和实验分析。数值模拟结果表明该指标能准确的对损伤位置进行诊断,并根据指标模极大,讨论了Lipschitz指数与损伤程度的关系。

基于模态参数进行连续梁损伤诊断的数值研究

以一矩形等截面二跨梁有限元模型为研究对象 ,通过数值模拟 ,利用梁损伤前后一阶振型的改变率、前四阶振型曲率的绝对差值以及两个特征参数 ,分别实现了连续梁的损伤诊断。

损伤结构的曲率模态分析

基于结构有限元分析软件 ANSYS得到的结构位移模态分析数据 ,针对具有不同损伤状况的悬臂梁进行了结构曲率模态分析。研究结果表明 ,曲率模态分析技术不仅能准确诊断悬臂梁损伤位置 ,而且可以判断悬臂梁的损伤程度。仿真结果表明 ,本文提出的曲率模态幅值突变系数与结构损伤程度之间具有较好的线性相关性。

基于曲率模态振型进行梁式桥损伤识别研究

以刚架桥为具体研究对象,根据曲率模态振型,对刚架桥的损伤识别进行数值仿真研究。利用刚架桥损伤前后的曲率模态振型变化对刚架桥的损伤进行定位识别,探讨曲率模态振型用于刚架桥在不同损伤情况,以及不同损伤程度下的损伤识别诊断能力。数值仿真结果表明,曲率模态振型是梁式桥结构损伤识别的敏感标示量,可以对刚架桥的损伤进行识别。

基于振型加权模态柔度的梁桥损伤识别方法

为了采用结构柔度矩阵进行损伤识别,由均匀荷载面曲率差指标推导出一种加权柔度矩阵指标构造方法,权值分别取振型、振型曲率和、振型曲率符号函数构造出三个新的损伤指标。基于结构损伤前后指标的相对变化及节点损伤程度和单元损伤程度的关系,提出了指标的结构损伤程度计算方法。采用一简支梁和一三跨连续梁算例,考虑多种损伤情况,与均匀荷载面曲率差指标进行了对比分析,表明振型曲率符号函数加权损伤指标仅需前几阶模态便能进行损伤检测,具有良好的损伤定位能力,并能准确识别损伤程度。

应用曲率模态理论识别实桥模型损伤的研究

在曲率模态理论基础上,针对目前损伤研究一般采用的简单等直梁或杆件等简化模型与实际桥梁差别较大的情况,参照实际城市道路桥梁建立有限元损伤模型,通过计算研究了大型桥梁损伤的结构响应特点,验证了曲率模态对大型结构整体损伤、局部损伤都有较好的敏感性,可为实际公路桥梁损伤的测量和识别提供参考。

桥梁损伤诊断中曲率模态理论的有限元分析

目前桥梁损伤诊断的曲率模态理论一般采用简单的等直梁或杆等简化模型,与桥梁的实际情况有较大差别。针对某高速公路桥梁利用三维实体单元,建立有限元损伤模型,计算了多种损伤工况下的桥梁曲率模态,结果显示低阶曲率模态和曲率模态差对损伤位置和损伤程度敏感。但损伤位置接近振型节点或距测点较远,则敏感度降低。

基于支持向量机的大跨度拱桥损伤识别方法研究

作为一种新兴的机器学习算法,支持向量机在损伤识别中已显示出其回归能力的优越性。将模态曲率改变率作为损伤识别特征参数,提出了基于支持向量机的大跨度拱桥损伤识别方法。首先应用模态曲率改变率进行损伤定位识别,然后重新构造训练样本,利用最小二乘支持向量机方法进行大跨度拱桥的损伤程度识别,该方法在较少的样本条件下,取得了非常接近目标值的识别效果。通过与RBF神经网络的训练结果进行对比,验证了该方法的精确性。

曲率模态和神经网络在损伤识别中的应用

以连续梁为例,通过曲率模态及改进后的模态置信准则联合确定损伤位置,并使用神经网络判定各损伤处的损伤程度。数值模拟考虑了梁不同位置及不同程度损伤情况,研究了运用曲率模态和模态置信准则进行损伤和损伤位置的识别,分析了各自方法的优缺点,通过两种方法的联合运用,使损伤位置识别准确、合理,并且说明了1阶曲率模态的局部参数是损伤程度识别较优的网络输入量,最后运用神经网络识别损伤程度。

基于模态曲率改变率的拱桥损伤识别

针对拱肋单元不同位置同一单元的不同损伤、不同单元同一损伤的情况进行研究分析,通过有限元分析,研究了改进的模态曲率改变率对损伤识别结果的影响和敏感性分析,对桥梁结构损伤情况的识别方法进行了研究。以一座下承式拱桥作为模型进行试验,发现:拱肋在同一单元发生不同程度损伤时,改进的模态曲率改变率法的损伤指标IMCI发生了突变;拱肋在不同单元发生同一损伤时,改进的模态曲率改变率指标也会发生突变,说明该方法能够比较准确、有效地对结构损伤进行识别。

基于模态曲率改变率与神经网络的桥梁损伤识别

将模态曲率改变率和BP神经网络理论相结合,提出了桥梁结构损伤识别的新方法,据此识别结构损伤位置和损伤程度,并以一简支梁结构和一座连续梁桥为例进行了损伤识别。计算结果表明,该方法可以获得令人满意的识别精度。在结构参数化有限元模型存在误差的情况下,该方法仍然可以获得较好的识别效果,可应用于复杂桥梁结构体系的损伤识别。

改进曲率模态识别桥梁损伤位置方法研究

结构健康监测和结构状态评估的主要前提之一是结构损伤识别。基于曲率模态对结构局部损伤比较敏感和频率指标测试简单方便、精度高的特点,本文提出了一种以结构的曲率模态为基础,综合考虑频率的变化的改进的结构损伤识别方法。随机子空间方法是一种行之有效的基于环境激励的结构状态识别方法。该方法的主要优点是无需人工激励,不中断桥梁的运营。为此,论文提出了一种不中断桥梁运营的基于改进曲率模态的桥梁结构损伤识别方法。最后用一三跨连续梁的有限元模型对该改进方法进行了验证。结果表明,采用随机子空间结合改进的曲率模态方法可以在不中断桥梁运营的前提下有效地识别出桥梁的损伤状况。

基于子构件曲率模态变化的桥梁损伤识别研究

目的为保障桥梁运营安全,提高健康监测水平,对桥梁进行损伤识别研究;利用曲率模态曲线变化规律,提出一种基于桥梁子构件的识别方法.方法基于桥梁子构件分解技术,以一座梁式组合桥为例,设置不同损伤工况,根据组成桥梁整体各构件的特点将桥梁分解为较简单的构件进行损伤定位与程度识别,以振动分析中曲率模态参数的研究为基础,对桥梁在不同损伤位置、程度下曲率模态曲线的变化规律进行分析.结果结合桥梁损伤前后的曲率模态曲线变化,采用提出的拟合公式方法,不仅可进行损伤定位,对损伤程度进行准确识别,还可有效地提高损伤识别的效果.分析不同单元划分、截面形式等因素对识别效果的影响.结论桥梁子构件的识别方法可对实际桥梁健康进行监测,一定程度上解决了传统的曲率模态方法不能得到准确的损伤程度这一缺陷.

基于曲率模态小波分析的单塔斜拉桥损伤识别

基于曲率模态小波分析原理及有限元法分析了含有损伤单元的单塔斜拉桥的振动特性;以Mexh小波为母小波,通过对损伤斜拉桥的曲率模态做连续小波变换,由小波系数模极大值位置识别斜拉桥损伤的位置,建立了一种基于曲率模态小波分析识别斜拉桥损伤的方法;采用该方法对单塔斜拉桥的损伤识别进行了计算分析。结果表明:该方法具有有效性,对于各类型桥的损伤诊断具有指导意义。