大跨度钢桁桥模型的精细化损伤定位模拟和试验研究

在役大跨钢桁桥数目众多,其杆件往往较长,所以识别出损伤杆并找出局部损伤所处位置对安全评定和加固尤为重要。针对这一问题,参考我国在役钢桁梁桥,基于健康监测的试验目的和相似理论设计制作了贝雷梁式简支钢桁桥Benchmark模型。根据其结构形式、具体尺寸,并经试验结果修正,建立了基准Matlab有限元模型。环境激励下,首先隔离一个三角形子结构为研究对象,基于随机损伤定位向量(SDLV)法识别出损伤杆后通过在其上附加传感器的方法来定位局部损伤。其次,由于SDLV法要求桁架待测区间内所有节点均为测点,花费较大而不便于应用。文中还初步探讨了基于部分节点数据的SDLV法的可能性。数值和试验结果均表明,SDLV法不但能识别损伤杆,还能对局部损伤进行精细化定位,效果良好,为进一步探讨基于部分测点的损伤识别奠定了基础。

基于SDLV方法的弹性薄板损伤识别

Bernal通过对DLV(Damage Locating Vector)方法的改进,提出了SDLV(Stochastic Damage Locating Vector)方法,较好解决了环境激励下未知输入的DLV法应用问题.本文以两边简支的弹性矩形薄板为研究对象,采用弹性模量降低模拟损伤,基于SDLV方法对弹性薄板在4种损伤工况下的损伤识别进行数值模拟研究,对比分析了各类损伤指标对识别精度的影响.工况1:靠近支座处的一个单元损伤;工况2:跨中处一个单元损伤;工况3:靠近支座处两个相邻单元损伤;工况4:跨中处2个相邻单元损伤.数值模拟结果验证了SDLV方法应用于弹性薄板损伤识别的可行性,损伤所在位置、损伤单元的数目以及损伤指标的选择对损伤识别精度有一定影响.基于SDLV方法弹性薄板的损伤识别指标可以有规则化主应力、内力和应变能3种选择,如果联合运用多种损伤指标,可以更准确地定位弹性薄板的损伤.