桥梁损伤检测中曲率模态分析研究

论述了曲率模态分析的基本理论，探讨了曲率模态在结构损伤检测中的应用，并举例证明了曲率模态方法具有良好的准确性，灵敏性．     

模态柔度指标在简支梁桥损伤识别中的应用

基于模态柔度理论,构造模态柔度差及模态柔度差曲率指标为损伤识别参数.选取简支梁桥为数值模拟算例,对单位置及多位置损伤识别工况的数值模拟分析验证了两个指标的有效性.结果表明：模态柔度差曲率指标更适合于结构的损伤位置识别.     

基于模态4阶导数的结构损伤识别

基于结构损伤引起动力特性变化的原理,提出了一种新的损伤识别定位方法：利用结构位移模态的4阶导数进行损伤判别。文章首先论述了基于结构位移模态4阶导数进行损伤判别的基本原理,然后建立了一个钢筋混凝土曲梁的有限元模型,用数值模拟的方法对该损伤判别方法进行了验证。验证的结果表明：位移模态的4阶导数对单一损伤、支座处损伤以及多处损伤都能进行有效识别,其识别效果要明显优于曲率模态法和曲率模态差方法,且无需结构的基线模型。     

径向基网络在简支梁损伤识别中的应用

对简支梁进行损伤分析,研究不同损伤工况下的频率变化率和模态振型曲率变化,并采用径向基神经网络对结构进行损伤识别研究。研究中分别采用频率变化率、第1阶模态曲率变化、综合使用前3阶频率变化率和模态曲率变化3种方案。结果表明,基于动力参数和径向基网络的结构损伤识别方法能够准确识别结构的损伤程度;神经网络的输入参数选择对结果有较大影响,综合使用频率变化率和模态曲率变化方案的识别效果最好。     

曲率模态方法在桥梁结构健康监测中的应用探讨

阐述了桥梁健康监测理念及发展方向,分析了目前所应用的健康监测技术和存在的问题,提出了健康监测发展的新策略。在详细介绍了曲率模态理论及其发展概况的基础之上,对T梁桥的损伤识别进行数值仿真研究,并探讨了曲率模态方法在桥梁健康监测中的应用前景及今后研究的方向。     

曲率模态和柔度曲率对损伤的敏感性研究

以简支梁的损伤识别为例,用有限元方法进行建模和计算,比较分析了曲率模态和柔度曲率对结构损伤识别的敏感性.当梁发生损伤的类型不同时,损伤部位对未损伤部位的影响以及各处损伤部位间的相互影响不同,导致曲率模态或柔度曲率对损伤的敏感性有时会下降,单独用一种方法不能准确地识别结构的损伤,应综合运用两种方法对损伤进行识别;而且这两种方法能互相补其不足,可以更有效的对结构的损伤进行识别.     

带表面裂纹连续梁损伤识别的曲率模态小波分析

以带横向非对称非贯通表面裂纹的连续梁为研究对象,利用小波奇异性检测原理,提出了带表面裂纹连续梁损伤识别小波分析方法.以带表面裂纹连续梁三维有限元分析求解梁的位移模态为基础,利用中心差分法得到梁的曲率模态,再用sym4小波对曲率模态进行连续小波变换,根据小波系数模极大值识别损伤位置,以一个三跨连续梁内两处半椭圆形表面裂纹的损伤识别为例,通过数值计算分析,验证了方法的有效性.同时,计算结果表明,运用曲率模态小波变换识别连续梁损伤比基本振型的小波变换方法更为准确、有效.该研究对带表面裂纹结构的损伤诊断应用具有参考价值.     

桥梁结构损伤识别的曲率模态技术

介绍了桥梁结构健康监测的一些实际应用，阐述了结构损伤识别的现状，并对有关损伤诊断的一些方法进行了评价．重点论述了曲率模态分析的基本理论，探讨了曲率模态在结构损伤检测中的应用，最后讨论了在实际结构损伤识别中应注意的若干问题．     

基于支持向量机和模态曲率的桥梁结构损伤识别

提出了一种用于桥梁结构损伤识别的支持向量机方法。该方法以结构损伤前后的模态曲率差参数为支持向量机的输入参数,c-svc算法为损伤位置识别算法,ε-svr算法为损伤程度识别算法。最后以三跨连续梁桥为数值模拟算例,以存在单个及多个损伤单元为损伤工况,验证该方法的有效性,识别结果表明基于支持向量机和模态曲率的损伤识别方法能够准确识别出结构的损伤位置,损伤程度识别误差在4%以内。     

既有多梁式桥梁的损伤识别

讨论了利用量测的柔度矩阵定位损伤的方法。分别选用模态柔度和模态柔度曲率两种方法对多梁式T型梁桥的损伤识别进行研究;并定性分析了测试噪声对损伤识别结果的影响。为反映实际多梁式桥梁的损伤识别情况,采用符合实际多梁式桥梁结构构形的计算模型模拟结构损伤。通过一个简支多梁式T梁桥的数值试验验证了所提方法的可行性。结果表明在量测模态与频率数不多的情况下,所讨论的方法可用于识别多梁式桥梁的损伤。     

损伤位置对梁振动模态影响的数值研究

梁结构的损伤与其刚度有直接关系,因此模态分析方法可应用于桥梁损伤检测中。通过论述模态分析技术的理论基础,并对标准简支损伤梁振型的数值研究,可揭示出不同损伤位置对梁振动模态的影响,从而提出一种桥梁损伤诊断的新思路。     

基于高斯曲率模态差的T梁结构二维损伤识别研究

曲率模态是识别损伤的敏感指标,基于曲率模态的损伤识别研究大多局限于一维结构。为将曲率模态的损伤识别方法推广到二维结构,提出了基于高斯曲率模态的损伤识别方法,综合考虑二维结构的加速度振型曲面在纵向和横向上的弯曲程度,通过计算结构损伤前后加速度振型的高斯曲率差来判断结构损伤的位置。T梁组合结构的模态试验及试验分析结果验证了该方法的可行性。     

高速铁路模型箱梁静力非线性和动力损伤关系研究

桥梁结构在荷载作用下的静力非线性与结构动力特性之间的关系是结构损伤识别领域的重要问题。基于高速铁路模型箱梁的重复荷载试验,采用平面非线性有限元分析方法对静力非线性和动力损伤之间的关系进行了研究。通过定义混凝土等效应力－等效塑性应变曲线来定义其弹塑性行为。对数值模型加载到各级荷载后卸载进行动力特性分析,即卸载后计算自振频率和振型。计算结果表明：采用平面非线性有限元分析方法可以比较准确地对箱梁模型进行非线性分析,除了初始模型刚度存在一定误差外,结构的骨架曲线的特征值、加卸载刚度和残余位移吻合较好。在进行非线性分析后进行动力特性是分析可行。竖向频率值的变化能够反映静力非线性发生后结构的损伤出现和损伤的发展规律,这为结构动力损伤识别提供了有效的途径。     

轨道车辆结构振动损伤识别技术综述

从智能运维的角度阐述了利用结构振动损伤识别技术进行轨道车辆结构健康监测的重要性和必要性;根据不同损伤识别的适用范围,将结构振动损伤识别技术分为基于模型的方法和基于响应信号的方法;结合结构健康监测中损伤识别的不同层次,分析了以结构损伤的存在性、类型、定位和程度表征的不同识别方法;概括了轨道车辆运维过程中损伤识别技术的典型特征,讨论了基于模型的损伤识别中固有频率、模态形状、曲率模态等与模态参数有关方法的优缺点;分析了基于响应信号方法的应用现状和发展趋势,并阐述了模型修正和优化技术在结构损伤识别中的应用;重点分析了车辆关键部件故障诊断与监测中损伤识别技术的实施,讨论了结构振动损伤识别技术在未来轨道车辆智能运维策略中的主要发展方向,展望了未来轨道车辆部件的状态检修策略和智能运维技术。研究结果表明:轨道车辆的智能运维应该充分考虑结构振动损伤识别技术与人工智能等新技术的结合;大数据驱动的结构振动损伤识别技术能够更好解决车辆状态实时监测的技术难点;考虑复杂环境因素对轨道车辆结构部件损伤识别技术的影响,需要不断完善基于耦合振动效应的结构振动损伤识别技术及方法。      

Damage Detection for Long-Span Cable-Stayed Bridge

Introduction Withthetendencyoflightnessandflexibilityin thedesignoflarge spanbridges,moreandmore cable stayedbridgeshavebeenconstructedallover theworld.TheRunyangYangtseRiverBridge,whichhasjustcomeintoserviceandlinksthetwocit iesofZhenjiangandYangzhouinChina,isasuper hugecable supportedbridgecomposedofasuspen sionbridgeandacable stayedbridge.Thecable stayedbridgeonthenorthbranch,withamainspanof40600cmandtwosidespansof17540cmonboth sides,consistsoftwovase shapedconcretetowers,double planefan…     

单元板式轨道脱空伤损识别的柔度曲率特征值法

为了实现对CRTS Ⅲ板式无砟轨道结构中轨道板板底脱空伤损的识别和定位,首先通过轨道结构模型的模态分析,获取其结构的柔度矩阵,结合高斯曲率和降噪数据处理构建柔度曲率特征值矩阵,利用非伤损区域内反映不规则突起对伤损定位影响的准确性指标和反映识别伤损范围的有效性指标得到合理的测点密度,最后建立多种伤损工况,研究该指标识别的应用范围. 研究结果表明:已脱空轨道板的柔度曲率特征值在伤损区域内存在明显突起,且峰值位置与伤损区域中心吻合,可在无基准参数下有效识别CRTS Ⅰ及CRTS Ⅲ型两种材料性能不同的单元板式轨道板底的隐蔽伤损;针对板底大于0.4 m × 0.4 m的脱空伤损,采用测点密度为0.2 m时有利于降低噪声对伤损定位准确性的影响,提高伤损范围识别的有效性;当轨道板底伤损区域边长大于0.3 m时,可利用柔度曲率特征值进行伤损识别和定位;轨道板柔度曲率最大绝对值随脱空尺寸变大而增加,二者基本呈线性关系,结合柔度曲率特征值的可视化图形可进行伤损面积识别.