基于应变模态的网壳结构损伤识别研究

• 作 者: 王蕾
• 机 构: 兰州理工大学
• 出 处: 兰州理工大学
• 发表日期: 2013年01期
• 关键词: 网壳结构 损伤识别 应变模态 模型修正 试验模态

随着经济的飞速发展以及科学技术的不断进步,以网壳结构为代表的大跨度空间结构在国内外广泛应用,然而,随着这些大型结构的不断发展,其伴随着的问题也不断凸显。这些大型复杂结构在复杂多变的自然环境中,承受着各种威胁,导致结构可能产生各种不同的损伤情况。这些大跨度结构,如网架、网壳,都关乎着人民的生命和财产安全,及时准确的获得结构的损伤状况、预测结构剩余寿命、为后续加固方案提供重要信息等就具有不同寻常的意义和举足轻重的作用。本文主要阐述了国内外结构损伤识别的研究背景和研究现状,以及基于模态参数的损伤识别理论,重点研究了基于应变模态的损伤识别理论,并将应变模态损伤识别理论运用在网壳结构中。网壳结构是大跨度空间结构中的一种重要的结构形式。本文通过试验模态分析,对有限元模型进行模态修正,将固有频率作为修正参数,使最终修正后的有限元理论模型与试验模型的固有频率高度相似,为后续损伤分析的精确度提供了一定的保障。对修正后的网壳进行损伤识别分析,利用静力分析确定损伤工况,讨论网壳结构在前三阶的不同损伤工况下的损伤指标—应变模态差的不同变化规律,通过大量的分析表明：(1)在单杆损伤情况下,利用损伤指标能够准确快速的识别出受损杆件,并且通过损伤指标的大小关系,可以容易的判别损伤程度。因此,应变模态能够有效识别单杆损伤的损伤状况。(2)在多杆损伤的情况下,对杆件的损伤识别需要区分杆件的类别,对于同类型杆件,可以一次性识别出损伤杆件,而对于不同类型杆件同时损伤时,需要进行两步识别法,通过同类型杆件损伤指标的比较,对损伤杆件进行有效的识别。分析表明,两步识别法可以有效识别多杆损伤下的受损杆,并且判别出损伤程度。