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框架结构损伤定位的比例柔度矩阵分解法试验研究
  • ISSN号:1004-4523
  • 期刊名称:《振动工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU312.3[建筑科学—结构工程] TU317.1[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]大连理工大学土木工程学院,辽宁大连116023
  • 相关基金:国家重点基础研究计划(2015CB060000,2011CB013705); 国家科技支撑计划(2011BAK02B01); 中国博士后科学基金资助项目(2014M560208); 中央高校基本科研业务费资助项目(852030); 国家自然科学基金资助项目(51161120359)
中文摘要:

提出了基于比例柔度矩阵LU分解的结构损伤定位方法。该方法从结构振动响应入手,首先识别出结构前几阶模态振型和频率,构建结构比例柔度矩阵;然后对损伤前后的比例柔度矩阵差进行LU分解;最后基于U矩阵和曲率方法构建损伤指标对损伤进行定位。基于某20层框架结构进行了数值模拟损伤定位研究;并在实验室设计、建造一个6层集中质量剪切型框架模型,基于该模型分别进行了振动台试验和脉冲激励试验。模拟和试验下的单损伤和多损伤工况结果均表明:提出的方法能准确地对结构损伤进行定位。该方法只需要损伤前后测点的振动响应数据,不需要结构有限元模型,避免了复杂的结构有限元模型建模和模型修正工作;并且构建一个满足精确度的比例柔度矩阵只需要结构的前几阶低阶模态参数,而低阶参数的识别准确性相对较高,这些优点均为该方法的工程应用奠定了基础。

英文摘要:

The present work has proposed a damage localization method based upon LU decomposition of proportional flexibility matrix.Firstly,several low-frequency modal frequencies and mode shapes are identified based on the vibration responses;then proportional flexibility matrices before and after damage are extracted respectively.Secondly,LU decomposition of the change of proportional flexibility matrix is implemented.Finally,the damage index is extracted based on the U matrix and curvature method to locate the damage.Simulations have been implemented based on a 20-storey shear building model;moreover,a 6-storey lumped-mass frame model has been built in the laboratory,then its shaking table tests and pulse tests have been implemented also.Both numerical and experimental results of single and multiple damage cases indicate that the proposed method can locate the damage very well.With responses before and after damage,the method does not require a structural finite element model;thus,establishing a numerical model and model updating can be avoided.Besides,the flexibility matrix can be estimated with sufficient accuracy by only using several low-frequency modes which can be identified well.All of these lay agood foundation for engineering application of the proposed method.

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期刊信息
  • 《振动工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国振动工程学会
  • 主编:刘人怀
  • 地址:南京市御道街29号
  • 邮编:210016
  • 邮箱:zdxb@nuaa.edu.cn
  • 电话:025-84895885
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4523
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1349/TB
  • 邮发代号:28-249
  • 获奖情况:
  • 1995年江苏省首届期刊质评一级期刊,1997年获中国科协优秀期刊,1999年获国家自然科学基金委经费资助
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12831