基于结构动态特征灵敏度及柔度灵敏度的损伤识别

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工程结构在其服役期间有可能受到损伤,有些结构的重要部件一旦发生损伤,其破坏程度迅速发展,在未及时发现的情况下,可能很快导致整个结构的毁坏。因此,工程结构的损伤诊断、评估和加固技术是当前结构工程学科十分活跃的研究领域。本文主要研究了基于柔度灵敏度以及受控结构动态特征灵敏度的损伤定位方法.在特征值对总刚矩阵元素的灵敏度基础上,本文提出了一种节点灵敏度和单元灵敏度的计算方法。用状态反馈控制的方法有目的地对结构进行极点配置,得到所需的受控结构的特征值和特征振型,并采用受控结构的特征值对单元刚度的二阶灵敏度构造损伤识别指标,用于三跨连续梁单个单元损伤和两个单元损伤的损伤定位。数值仿真结果表明,在检测结构适当位置施加控制力,采用受控结构的动力特性数据进行损伤识别,可提高损伤识别指标对损伤的敏感度。在结构柔度矩阵的基础上,本文利用计算出的柔度灵敏度构造损伤定位指标,并用于三跨连续梁单个单元损伤和两个单元损伤的损伤定位。在此基础上,用状态反馈控制的方法有目的地对结构进行极点配置,得到所需的受控结构的特征值和特征振型,并采用受控结构的特征值和特征振型构造柔度灵敏度指标,进一步提高损伤识别指标对损伤的敏感程度。三跨连续梁的数值仿真结果表明,该柔度灵敏度指标能达到较好的损伤定位效果;在检测结构适当位置施加控制力,采用受控结构的动力特性数据进行损伤识别,可进一步提高损伤定位的诊断率。除此之外,本文还比较了一般的柔度矩阵指标与本文所提出的柔度灵敏度指标在损伤定位上的识别效果。数值仿真的结果表明本文所提出的柔度灵敏度指标在损伤识别效果上比柔度矩阵指标好。
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