該研究針對(duì)空間拱結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別精度問(wèn)題,提出了一種空間拱結(jié)構(gòu)小損傷的動(dòng)態(tài)識(shí)別方法。該方法在識(shí)別過(guò)程中考慮損傷區(qū)的質(zhì)量變化的因素來(lái)提高了結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的精度。在建立的空間拱結(jié)構(gòu)損傷模型中,應(yīng)用頻率和振型的質(zhì)量因子變化來(lái)表示損傷區(qū)質(zhì)量的變化。應(yīng)用Wittrick-Williams算法對(duì)損傷參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)判定結(jié)構(gòu)的損傷位置和程度。為了實(shí)現(xiàn)應(yīng)用最少的測(cè)量模態(tài)和結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)損傷精確識(shí)別,建立了一個(gè)應(yīng)用遺傳算法的優(yōu)化計(jì)算程序?qū)p傷參數(shù)優(yōu)化計(jì)算。在該優(yōu)化程序中,應(yīng)用初始的隨機(jī)染色體群代表沿空間拱不同的損傷分布狀況。通過(guò)對(duì)單一損傷、多個(gè)損傷區(qū)域和不同邊界條件下空間拱進(jìn)行損傷識(shí)別案例對(duì)所述方法進(jìn)行驗(yàn)證,并分析解決了對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)損傷定位唯一性的問(wèn)題。結(jié)果表明,所提出的識(shí)別方法對(duì)空間拱結(jié)構(gòu)的損傷具有較好的識(shí)別效果,所建立的損傷識(shí)別程序具有較高的識(shí)別精度。 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)與沖擊. 2020,39(16)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

拱的微單元及其截面

對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷精確建模應(yīng)考慮很多損傷參數(shù),但是結(jié)構(gòu)的任意兩個(gè)損傷其損傷區(qū)域的尺寸、長(zhǎng)度、形狀和位置可能不同,增加了其計(jì)算難度。當(dāng)前大多數(shù)研究都假定損傷為集中于一點(diǎn),并通過(guò)適當(dāng)剛度的旋轉(zhuǎn)彈簧來(lái)模擬。但是該模型一般不能模擬質(zhì)量的減少。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量減少的模擬,本文建立的損傷模型應(yīng)用較小的尺寸單元來(lái)模擬,損傷單元相對(duì)于健康單元具有較弱的剛度和較小的質(zhì)量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)損傷剛度降低和質(zhì)量減少的模擬(見(jiàn)圖2)。通常損傷可以應(yīng)用如圖2所示的以下3個(gè)參數(shù)來(lái)進(jìn)行模擬:

通過(guò)將空間拱在軸線方向上劃分成Np個(gè)單元,實(shí)現(xiàn)對(duì)空間鐵木辛柯拱的損傷參數(shù)識(shí)別逆問(wèn)題求解。在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的拱單元長(zhǎng)度上定義了程序能夠識(shí)別的損傷最小擴(kuò)展度,每個(gè)單元都可以應(yīng)用不同的橫截面強(qiáng)度來(lái)定義損傷,如圖3所示。每個(gè)損傷區(qū)域的位置應(yīng)用單元的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)(左節(jié)點(diǎn))位置對(duì)應(yīng),損傷大小由β參數(shù)來(lái)確定。損傷擴(kuò)展程度由具有相同β參數(shù)的單元數(shù)量來(lái)確定。未發(fā)生損傷的拱單元是β參數(shù)的一個(gè)特殊情況,這時(shí)β=1。此外,假定拱的每個(gè)損傷部分的β參數(shù)都大于1,并且與對(duì)應(yīng)的損傷強(qiáng)度成正比。


本文編號(hào)：3455824