基于小波分析的含片狀裂紋橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用,難免會(huì)發(fā)生各種各樣的損傷,當(dāng)這些損傷累積到一定的程度,結(jié)構(gòu)的剛度和承載力會(huì)顯著的下降,從而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的使用性能與耐久性,甚至可能釀成重大的工程事故,造成人們生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。因此,研究橋梁結(jié)構(gòu)的損傷診斷方法,具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　 利用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)原理和現(xiàn)代損傷識(shí)別技術(shù)相結(jié)合對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷診斷得到高度重視,近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的小波分析識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷的方法,已成為相關(guān)研究的熱點(diǎn)。
　　

2、 在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷診斷時(shí),現(xiàn)有研究通常將裂紋簡(jiǎn)化為沿厚度方向的貫通裂紋,采用梁?jiǎn)卧M(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,這樣使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別問(wèn)題得到簡(jiǎn)化的同時(shí),也不可避免的導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的偏差。本文采用小波分析理論,通過(guò)建立橋梁結(jié)構(gòu)的有限元模型,研究了片狀裂紋對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的影響,并給出了含片狀裂紋橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的原理。以Gaussl小波為母小波,通過(guò)對(duì)含片狀裂紋橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)進(jìn)行連續(xù)小波變換,由小波系數(shù)模極大值來(lái)識(shí)別含片狀裂紋橋梁損傷的位置,建立

3、了一種基于小波分析理論識(shí)別含片狀裂紋橋梁結(jié)構(gòu)損傷的方法。
　　 本文以含非對(duì)稱非貫通片狀裂紋(半橢圓形表面裂紋)的三跨連續(xù)鋼箱梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象,建立了連續(xù)鋼箱梁橋的三維有限元模型,以Gaussl小波為母小波,利用有限元法分析研究含片狀裂紋連續(xù)鋼箱梁的動(dòng)力特性,通過(guò)計(jì)算得到了連續(xù)鋼箱梁的位移、應(yīng)變和曲率模態(tài)。采用小波分析方法對(duì)含片狀裂紋連續(xù)鋼箱梁的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行連續(xù)小波變換,由小波系數(shù)模極大值位置識(shí)別連續(xù)鋼箱梁橋內(nèi)片狀裂紋的位置,建立

4、了一種基于模態(tài)參數(shù)識(shí)別連續(xù)鋼箱梁橋片狀裂紋的小波分析方法。
　　 本文以連續(xù)鋼箱梁橋的研究為基礎(chǔ),提出采用梁?jiǎn)卧蛯?shí)體單元共同模擬含片狀裂紋鋼箱加勁梁懸索橋的損傷,建立了含片狀裂紋懸索橋三維有限元模型,以Gaussl小波為母小波,通過(guò)對(duì)含片狀裂紋鋼箱加勁梁懸索橋的有限元計(jì)算分析,應(yīng)用位移、應(yīng)變和曲率模態(tài)的小波變換方法,分別研究了含片狀裂紋單跨鋼箱加勁梁懸索橋和多跨連續(xù)鋼箱加勁梁懸索橋的損傷識(shí)別問(wèn)題,獲得了滿意的效果,驗(yàn)證了方法的