梁橋混凝土開裂的非線性振動(dòng)及損傷識(shí)別.pdf

1、本文首先從結(jié)構(gòu)開裂模擬方法入手，總結(jié)了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域關(guān)于結(jié)構(gòu)開裂模擬的各種方法：局部剛度折減、分離的彈簧模型以及二維或三維復(fù)雜模型，通過比較找出了最適合模擬結(jié)構(gòu)實(shí)際開裂的方法，并用前人研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了其可靠性。 接著，通過在有限元模型中引入非線性單元，模擬了裂縫“開合”效應(yīng)在單自由度體系和帶裂縫的懸臂梁結(jié)構(gòu)中的影響：即結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過程中，由于裂縫一張一合而引起的非線性效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的影響。分析表明裂縫“開合”效應(yīng)給結(jié)構(gòu)動(dòng)

2、力響應(yīng)帶來最大的特點(diǎn)是高次諧波擾動(dòng)的出現(xiàn)。自由振動(dòng)時(shí)，由于裂縫的“開合”，結(jié)構(gòu)瞬時(shí)頻率不斷在完好結(jié)構(gòu)頻率和裂縫完全張開時(shí)的頻率之間來回變化。裂縫損傷程度越大，瞬時(shí)頻率變化的帶寬也越大。在外力諧振荷載作用下，裂縫“開合”引起的非線性效應(yīng)能明顯體現(xiàn)出來。將結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行EMD分解，提取了反映損傷程度的指標(biāo)能量擾動(dòng)比C<'E><,disturb>：IMF分量在相同時(shí)域范圍內(nèi)的能量比。通過比較結(jié)構(gòu)上不同位置響應(yīng)信號(hào)的能量擾動(dòng)比C<'E><