基于功率谱灵敏度方法的框架结构损伤识别方法研究

发布时间：2023-11-11 13:59

　　结构健康监测对于预防工程结构灾害事故的发生,保障结构的安全性、完整性与耐久性,具有重要意义。基于结构振动的损伤识别方法是结构健康监测系统的核心技术之一,其基本原理是通过分析结构模态参数或结构的动力响应的变化来进行结构损伤诊断。对于大型复杂结构的损伤识别,在对其进行动态测试试验时,通常需要安装大量传感器,并且需相应处理大量数据,不利于准确高效识别损伤,本文基于响应功率谱灵敏度分析,结合子结构分析方法,对可能发生损伤的关键子结构进行识别,验证了该方法的适用性与可行性。论文推导了通过响应功率谱灵敏度分析进行结构损伤识别的算法,并且介绍了动态子结构方法以及自由度缩聚技术,具体研究内容与结论如下:第一,根据时域内结构的随机响应公式推导出频域内的响应功率谱密度公式,在进行结构损伤识别时,求取结构模态参数对结构物理参数的灵敏度,并采用差分法近似代替导数灵敏度以避免复杂的偏微分计算。第二,在很多情况下,结构发生损伤的大概位置是可以知道的。本文引入动力分析的子结构方法以提高结构损伤识别的效率。使用子结构方法可将对整体结构的识别转化为对局部结构的识别。同时,针对大型复杂结构自由度数过高的问题,提出几种缩减...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 损伤识别方法分类
        1.2.1 动力指纹分析法
        1.2.2 模型修正法
        1.2.3 小波分析法
        1.2.4 神经网络算法
        1.2.5 动态子结构法
    1.3 本文主要的研究内容
第二章 基于响应功率谱灵敏度分析的基本理论
    2.1 引言
    2.2 响应功率谱原理
    2.3 功率谱灵敏度分析
    2.4 功率谱灵敏度的迭代
        2.4.1 功率谱函数的选取
        2.4.2 损伤参数识别的迭代过程
        2.4.3 功率谱函数的变换
    2.5 本章小结
第三章 动态子结构方法
    3.1 引言
    3.2 子结构的模态综合法
        3.2.1 固定界面子结构模态综合法
        3.2.2 自由界面子结构模态综合法
    3.3 子结构自由度缩聚方法
        3.3.1 Guyan缩聚方法
        3.3.2 改进的Guyan缩聚方法
        3.3.3 IRS动力缩聚方法
    3.4 本章小结
第四章 框架模型损伤识别的数值模拟
    4.1 引言
    4.2 基于功率谱灵敏度分析的子结构损伤识别步骤
    4.3 三层两跨框架模型
        4.3.1 建模与子结构分析
        4.3.2 缩聚结构的损伤识别
    4.4 六层框架模型
        4.4.1 单一损伤识别
        4.4.2 多损伤识别
        4.4.3 六层框架模型的有噪声识别
    4.5 本章小结
第五章 框架结构损伤识别试验验证
    5.1 引言
    5.2 试验模型、设备及方案
        5.2.1 试验模型
        5.2.2 试验设备
        5.2.3 试验方案
    5.3 试验结果分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
硕士期间的研究成果



本文编号：3862678