廣義靜力模型修正方法及結(jié)構(gòu)關(guān)鍵區(qū)域參數(shù)識別.pdf

1、大型土木工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測與狀態(tài)評估是當(dāng)前土木工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，損傷診斷是其中的一個關(guān)鍵問題，是建立結(jié)構(gòu)預(yù)警體系的重要環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)多尺度有限元模型可以在不同尺度上描述結(jié)構(gòu)整體、關(guān)鍵構(gòu)件及局部熱點(diǎn)處的力學(xué)行為，建立結(jié)構(gòu)多尺度模型是當(dāng)前結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和狀態(tài)評估中的研究熱點(diǎn)，是結(jié)構(gòu)損傷識別或破壞過程仿真分析中的重要數(shù)值方法。但是，多尺度模擬帶來的多尺度模型修正問題的理論研究還十分有限，因此，針對多尺度模型修正開展研究無疑具有重要的理論意義和

2、應(yīng)用前景。本文針對多尺度模型修正問題，進(jìn)行結(jié)構(gòu)全尺度誤差定位和局部關(guān)鍵區(qū)域參數(shù)識別的研究。主要研究內(nèi)容和方法如下：
　　 1、調(diào)研了模型修正技術(shù)的研究現(xiàn)狀。靜力模型修正過程簡單、修正參數(shù)意義明確且修正精度高；而在動力模型修正中，首先存在阻尼的不確定問題，其次修正過程中涉及動力特性參數(shù)（如特征值、特征向量）的計(jì)算問題，不僅計(jì)算量大、難度高，而且不同的算法得出的結(jié)果也不盡相同。由此出發(fā)，提出了廣義靜力模型修正方法。該方法避免了特征值

3、和特征向量的計(jì)算，基于動態(tài)測試數(shù)據(jù)，采用靜力模型修正方法來實(shí)現(xiàn)模型修正。
　　 2、開展了帶有質(zhì)量塊懸臂梁的靜力試驗(yàn)，利用靜力試驗(yàn)測到的位移數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜力模型修正；進(jìn)行懸臂梁結(jié)構(gòu)的動力試驗(yàn)，獲得動力特性參數(shù)值，利用廣義靜力模型修正方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正；然后進(jìn)行了修正模型的相互驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明，提出的廣義靜力模型修正方法是可靠的。在完好的懸臂梁結(jié)構(gòu)上，預(yù)制人為損傷，采用上述方法，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷定位。
　　 3、已有的針

4、對一致多尺度模型修正的研究，在實(shí)現(xiàn)局部細(xì)節(jié)處的修正時仍放在結(jié)構(gòu)整體中考慮，即仍要通過整體分析才能實(shí)現(xiàn)局部細(xì)節(jié)模型的修正。由于結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)對局部損傷或缺陷不敏感，相應(yīng)地，在結(jié)構(gòu)整體上對局部精細(xì)模型實(shí)施修正難以實(shí)現(xiàn)較高的修正精度，對局部細(xì)節(jié)處的模擬效果不太理想，達(dá)不到結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估的要求。由此，提出了基于子結(jié)構(gòu)理論的局部關(guān)鍵區(qū)域參數(shù)識別方法。
　　 4、進(jìn)行結(jié)構(gòu)局部關(guān)鍵區(qū)域響應(yīng)的測量試驗(yàn)。根據(jù)測量信息對結(jié)構(gòu)易損細(xì)節(jié)處的局部模型實(shí)施修正