论文部分内容阅读
土木工程结构在其建设和长期服役过程中,由于受到恶劣环境、人为因素的影响,结构会产生不同程度的损伤,如果这些损伤没有引起足够的重视,一些重要的构件可能会失效,甚至会导致整个结构的破坏。因此,近数十年来,如何及时准确地发现结构的损伤并且采取相应的补救措施成为了结构健康监测领域研究的热点问题。 本文以简支梁结构为研究对象,分别从数值算例和实验研究两个方面对基于四阶应变统计矩两步识别法的实用性和外部荷载对基于四阶应变统计矩两步识别法的影响进行了研究。具体内容如下: 基于四阶应变统计矩两步识别法,开展了简支钢梁损伤识别的试验研究。试验首先测量完整梁在跨中高斯白噪声激励作用下各测点的动态应变响应,然后对试验梁进行损伤切割,得到四种不同损伤工况的损伤梁。在高斯白噪声激励下,分别测量损伤梁各测点的动态应变响应,进而得到试验梁在不同工况下的四阶应变统计矩曲线。通过监测损伤状态与健康状态统计矩差值曲线的突变位置,实现损伤单元的定位。随后,引入最小二乘法优化算法对梁结构进行模型修正,识别损伤单元的损伤程度。 基于高斯白噪声的随机性特点,开展了外荷载对于基于四阶应变统计矩两步识别法的影响研究。该研究包含数值研究和试验研究两部分,研究内容有:1,当外荷载的幅值大小发生改变时,各测点的四阶应变统计矩归一化结果的变化规律;2,当损伤前后外荷载的作用点不同时,基于四阶应变统计矩两步识别法的有效性。 本文研究表明:基于四阶应变统计矩两步识别法能够有效识别梁结构的损伤位置和程度;各测点的四阶应变统计矩的归一化结果不随外荷载的幅值变化而变化,四阶应变统计矩指标具有较好的噪声鲁棒性;当损伤前后外荷载的作用点发生改变时,基于四阶应变统计矩两步识别方法能够有效识别梁结构损伤的位置和程度。