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基于应变模态曲率差的木梁损伤识别
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作者 孟昭博 高飞飞 +3 位作者 王鑫 任现才 张立伟 荣珂欣 《木材科学与技术》 北大核心 2024年第2期36-42,共7页
为了识别木梁截面的残缺,提出基于应变模态曲率差的木梁损伤识别方法。首先,采用ABAQUS建立完好木梁和不同程度损伤木梁的有限元模型并进行模态分析;然后,分别采用应变模态和应变模态曲率差的损伤识别指标对木梁进行损伤定位识别,通过... 为了识别木梁截面的残缺,提出基于应变模态曲率差的木梁损伤识别方法。首先,采用ABAQUS建立完好木梁和不同程度损伤木梁的有限元模型并进行模态分析;然后,分别采用应变模态和应变模态曲率差的损伤识别指标对木梁进行损伤定位识别,通过拟合应变模态曲率差与损伤程度的关系式估算木梁的损伤程度;最后,通过木梁试验验证该指标的有效性。结果表明:应变模态损伤识别指标对木梁的截面损伤定位效果较差;应变模态曲率差指标具有较强敏感性,能够准确地识别出木梁损伤位置和程度。 展开更多
关键词 木梁 应变模态曲率 损伤识别
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基于模态曲率法的大跨度斜拉桥损伤识别 被引量:22
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作者 李忠献 齐怀展 朱劲松 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2007年第4期122-126,共5页
大跨度斜拉桥是重要的交通结构,研究其在主梁损伤条件下的损伤定位问题具有重要的工程价值。合理选择设计参数并对其进行敏感性分析,根据现场实测的桥梁动力特性数据,通过调整选定的设计参数对初始的有限元模型进行修正。在基准有限元... 大跨度斜拉桥是重要的交通结构,研究其在主梁损伤条件下的损伤定位问题具有重要的工程价值。合理选择设计参数并对其进行敏感性分析,根据现场实测的桥梁动力特性数据,通过调整选定的设计参数对初始的有限元模型进行修正。在基准有限元模型的基础上,通过模拟不同位置和不同程度的主梁损伤,探讨了模态曲率法对结构损伤识别的有效性。结果表明,模态曲率法能够对大跨斜拉桥进行初步的损伤定位,确定主梁单处损伤和多处损伤的损伤位置;对于单处损伤,在噪声水平3%的情况下仍具有较好的适用性。从而为后期更为精确的桥梁结构损伤检测提供依据。 展开更多
关键词 斜拉桥 损伤识别 动力特性 模型修正 模态曲率
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基于模态曲率法的海洋平台结构损伤识别与定位研究 被引量:4
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作者 尚高峰 嵇春艳 +1 位作者 张强 陈明璐 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第5期503-508,共6页
针对海洋平台结构特点,将海洋平台结构分为若干子结构,基于模态曲率法结合模态应变发展了一种适用于海洋平台结构的损伤识别与定位方法。为了验证该方法的可行性和有效性,以一典型导管架平台为数值算例,建立有限元损伤模型,分别进行了... 针对海洋平台结构特点,将海洋平台结构分为若干子结构,基于模态曲率法结合模态应变发展了一种适用于海洋平台结构的损伤识别与定位方法。为了验证该方法的可行性和有效性,以一典型导管架平台为数值算例,建立有限元损伤模型,分别进行了单构件损伤及多构件损伤时的识别效果研究。数值计算结果表明将模态曲率法和应变模态相结合进行海洋平台的损伤识别与定位是切实可行的。 展开更多
关键词 海洋平台 损伤识别 模态曲率
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不同工况下简支梁桥损伤的模态曲率差值分析 被引量:7
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作者 狄生奎 花尉攀 汲生伟 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第5期122-127,共6页
利用结构力学中的虚功原理,推导简支梁桥在损伤前后曲率差公式,得出简支梁曲率差模态指标与损伤位置有关结论.研究单一损伤位置和多处损伤位置及不同损伤程度对结构损伤识别的影响,分析损伤前后结构固有频率的变化情况.结果表明:结构无... 利用结构力学中的虚功原理,推导简支梁桥在损伤前后曲率差公式,得出简支梁曲率差模态指标与损伤位置有关结论.研究单一损伤位置和多处损伤位置及不同损伤程度对结构损伤识别的影响,分析损伤前后结构固有频率的变化情况.结果表明:结构无论发生单一或多处损伤时,曲率差模态曲线会在损伤单元处发生尖峰突起;低阶模态就可以准确地确定损伤位置,为防止损伤发生在某阶振型的0节点处,需要综合高阶模态互相对照分析损伤情况;用结构损伤前后各阶自振频率变化,可以整体对结构是否有损伤进行判别. 展开更多
关键词 桥梁健康监测 损伤识别 模态曲率 固有频率 模态分析
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基于模态曲率改变率与神经网络的桥梁损伤识别 被引量:2
5
作者 刘春城 徐健 +1 位作者 黄金花 杨杰 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期116-119,共4页
将模态曲率改变率和BP神经网络理论相结合,提出了桥梁结构损伤识别的新方法,据此识别结构损伤位置和损伤程度,并以一简支梁结构和一座连续梁桥为例进行了损伤识别。计算结果表明,该方法可以获得令人满意的识别精度。在结构参数化有限元... 将模态曲率改变率和BP神经网络理论相结合,提出了桥梁结构损伤识别的新方法,据此识别结构损伤位置和损伤程度,并以一简支梁结构和一座连续梁桥为例进行了损伤识别。计算结果表明,该方法可以获得令人满意的识别精度。在结构参数化有限元模型存在误差的情况下,该方法仍然可以获得较好的识别效果,可应用于复杂桥梁结构体系的损伤识别。 展开更多
关键词 桥梁结构 损伤识别 模态曲率改变率 BP神经网络 噪声
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基于模态曲率差的桥梁结构损伤研究 被引量:5
6
作者 丁科 董腾 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期141-145,共5页
以模态曲率为基础,分析了其对于桥梁结构损伤评估的适应能力,并运用模态曲率差的绝对值来确定损伤位置。模型实验表明,模态曲率差的绝对值不仅反映了桥梁损伤的位置,而且某些阶振型的模态曲率差还指示了损伤单元的长度,但在振型的平衡位... 以模态曲率为基础,分析了其对于桥梁结构损伤评估的适应能力,并运用模态曲率差的绝对值来确定损伤位置。模型实验表明,模态曲率差的绝对值不仅反映了桥梁损伤的位置,而且某些阶振型的模态曲率差还指示了损伤单元的长度,但在振型的平衡位置,模态曲率差不容易反映结构的损伤。实际检测中需要获得结构的多阶振型才可以对损伤位置实现较好的识别。 展开更多
关键词 模态参数 损伤分析 模态曲率 桥梁结构
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简支梁损伤的模态曲率差值试验分析 被引量:3
7
作者 狄生奎 花尉攀 +1 位作者 汲生伟 张晋文 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第6期102-106,共5页
在模态曲率差理论的基础上,运用采集和实时分析软件DASP得到结构位移模态分析数据,分析不同损伤状况下简支梁结构的模态曲率差曲线及损伤前后结构的固有频率.试验结果表明:模态曲率差指标能很好地识别出单个单元损伤和多个单元的损伤位... 在模态曲率差理论的基础上,运用采集和实时分析软件DASP得到结构位移模态分析数据,分析不同损伤状况下简支梁结构的模态曲率差曲线及损伤前后结构的固有频率.试验结果表明:模态曲率差指标能很好地识别出单个单元损伤和多个单元的损伤位置;单点或多点损伤的一阶模态曲率差值曲线的识别效果较为准确,损伤程度与曲线峰值的大小能够相对应,一阶模态曲率差曲线对损伤位置敏感性较强;该方法的进一步完善使得对大型结构进行无损检测成为可能. 展开更多
关键词 模态曲率 简支梁 位移模态 损伤识别 固有频率 模态分析
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基于模态曲率效用信息熵的梁结构损伤识别 被引量:22
8
作者 项长生 李凌云 +1 位作者 周宇 原子 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第17期234-244,共11页
基于信息熵理论,结合现有的模态曲率指标在梁结构损伤识别中的优势,提出模态曲率效用信息熵指标。指标通过计算互重变化矩阵和权重-概率系数,综合地反映结构的损伤位置和损伤程度。采用简支梁算例对指标进行验证,结果表明:模态曲率效用... 基于信息熵理论,结合现有的模态曲率指标在梁结构损伤识别中的优势,提出模态曲率效用信息熵指标。指标通过计算互重变化矩阵和权重-概率系数,综合地反映结构的损伤位置和损伤程度。采用简支梁算例对指标进行验证,结果表明:模态曲率效用信息熵充分利用了模态曲率对损伤位置较敏感的优势,且能有效地克服其不足之处,能够准确地定位结构的损伤位置,定性反应损伤程度且具有良好的抗噪性,为梁结构的损伤识别提供了有效的理论借鉴。最后,以试验室简支梁模型作为试验对象,对所提指标在工程中应用的可行性进行了验证。 展开更多
关键词 梁结构 损伤识别 模态曲率 效用信息熵 互重变化矩阵 权重-概率系数
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基于模态曲率理论的轨底隐蔽性伤损识别装置及方法研究 被引量:1
9
作者 刘艳 李义新 +1 位作者 袁贤浦 李秋彤 《铁道标准设计》 北大核心 2023年第11期61-67,75,共8页
针对钢轨轨底隐蔽性伤损(发展初期难以检出)威胁行车安全的问题,基于模态曲率理论提出了轨底隐蔽性伤损识别方法。基于此方法设计出一种轨底隐蔽性伤损识别装置,解决了传统模态测试方法的锤击精度和锤击点密度无法满足伤损识别要求的问... 针对钢轨轨底隐蔽性伤损(发展初期难以检出)威胁行车安全的问题,基于模态曲率理论提出了轨底隐蔽性伤损识别方法。基于此方法设计出一种轨底隐蔽性伤损识别装置,解决了传统模态测试方法的锤击精度和锤击点密度无法满足伤损识别要求的问题,经对比试验分析:该装置将识别误差降低了2个数量级;采用该装置对预制10 mm轨底裂纹的钢轨进行伤损识别试验,获取模态曲率参数,实现隐蔽性伤损的有效识别;探究多种基于模态曲率理论的伤损识别方法对轨底隐蔽性伤损的识别效果,以振型曲线的峰值与本底噪声绝对值的最大值的比定义“信噪比”。结果表明:模态曲率差法“信噪比”最高,为14.32 dB,且通过振型曲线能够明确判定出伤损位置,相较于其他方法,模态曲率差法具有更适合表征钢轨轨底隐蔽性伤损的特性。 展开更多
关键词 钢轨 轨底隐蔽性伤损 伤损识别装置 模态曲率理论 模态曲率 信噪比
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基于模态曲率改变率的拱桥损伤识别 被引量:3
10
作者 狄生奎 张旭 项长生 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2013年第4期646-649,共4页
针对拱肋单元不同位置同一单元的不同损伤、不同单元同一损伤的情况进行研究分析,通过有限元分析,研究了改进的模态曲率改变率对损伤识别结果的影响和敏感性分析,对桥梁结构损伤情况的识别方法进行了研究。以一座下承式拱桥作为模型进... 针对拱肋单元不同位置同一单元的不同损伤、不同单元同一损伤的情况进行研究分析,通过有限元分析,研究了改进的模态曲率改变率对损伤识别结果的影响和敏感性分析,对桥梁结构损伤情况的识别方法进行了研究。以一座下承式拱桥作为模型进行试验,发现:拱肋在同一单元发生不同程度损伤时,改进的模态曲率改变率法的损伤指标IMCI发生了突变;拱肋在不同单元发生同一损伤时,改进的模态曲率改变率指标也会发生突变,说明该方法能够比较准确、有效地对结构损伤进行识别。 展开更多
关键词 损伤识别 曲率模态 拱桥 拱肋
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基于模态曲率差参数的网壳结构损伤定位 被引量:4
11
作者 殷志祥 丁涛 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2007年第6期859-861,共3页
将杆件模态曲率参数运用到网壳结构无损定位分析中,通过计算分析比较发现,以模态曲率为参数的损伤定位方法适用于工程中常用网壳结构的损伤定位。分别针对Schwedle型球面网壳、单层凯威特网壳、单层三向柱面网壳、单层双斜杆柱面网壳及... 将杆件模态曲率参数运用到网壳结构无损定位分析中,通过计算分析比较发现,以模态曲率为参数的损伤定位方法适用于工程中常用网壳结构的损伤定位。分别针对Schwedle型球面网壳、单层凯威特网壳、单层三向柱面网壳、单层双斜杆柱面网壳及双层凯威特网壳结构进行了计算分析对比,结果发现对于梁式单元网壳结构的损伤情况,损伤定位精度很高,证明了以模态曲率为参数的损伤定位方法对网壳结构进行损伤定位的有效性和实用性。 展开更多
关键词 网壳结构 无损检测 损伤定位 曲率模态 模糊区域
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基于模态曲率曲线拟合的板结构损伤识别研究 被引量:13
12
作者 徐宏文 李宁 谢永健 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2018年第4期16-20,26,共6页
为了对薄板进行损伤识别研究,提出了通过模态曲率多项式曲线拟合进行板结构损伤定位的方法。根据ANSYS模态分析得到损伤弹性薄板的第一阶模态振型,进而得到X方向模态曲率和Y方向模态曲率,然后分别在X方向和Y方向进行多项式曲线拟合。基... 为了对薄板进行损伤识别研究,提出了通过模态曲率多项式曲线拟合进行板结构损伤定位的方法。根据ANSYS模态分析得到损伤弹性薄板的第一阶模态振型,进而得到X方向模态曲率和Y方向模态曲率,然后分别在X方向和Y方向进行多项式曲线拟合。基于拟合值与原始值的差值构造新的损伤指标。数值算例的结果表明:基于模态曲率多项式曲线拟合的方法能够准确识别平板损伤位置。该方法具有较高的灵敏度,对小损伤也具有较好的识别效果,同时避免了使用原始无损结构的模态参数,且仅需要第一阶模态振型便可以精确地进行损伤定位。 展开更多
关键词 板结构 损伤识别 模态曲率 多项式曲线拟合
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基于小波变换和模态曲率差的起重机金属结构损伤识别 被引量:8
13
作者 范小宁 杜晨辉 罗志宏 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期147-153,共7页
属于焊接结构的起重机金属结构受交变载荷的影响,随着使用年限的增加,不可避免地会产生裂纹和腐蚀等损伤,从而引发突发性重大断裂事故。为此,基于结构的振动特性及小波变换理论来研究起重机金属结构的早期损伤识别问题,通过改变局部弹... 属于焊接结构的起重机金属结构受交变载荷的影响,随着使用年限的增加,不可避免地会产生裂纹和腐蚀等损伤,从而引发突发性重大断裂事故。为此,基于结构的振动特性及小波变换理论来研究起重机金属结构的早期损伤识别问题,通过改变局部弹性模量模拟不同损伤工况,分析了起重机主梁在不同损伤工况下的动态响应特性。结果表明,小波变换可明显放大不易察觉的损伤突变,模态曲率差具有较好的损伤识别能力,可为起重机金属结构损伤识别提供新的思路。 展开更多
关键词 安全工程 起重机 金属结构 损伤识别 曲率模态 小波变换
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归一化叠加曲率模态方差比桥梁损伤识别研究
14
作者 李一鸣 刘屺阳 +2 位作者 张戎令 刘德安 张军 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期2824-2834,共11页
针对传统曲率模态差法在结构损伤识别应用中振型节点处损伤识别不敏感与损伤程度反映不准确的问题,通过理论推导,分析曲率模态差法存在局限性的原因。经过改进曲率模态差指标,提出归一化叠加曲率模态方差比指标和单元损伤估算方法,从理... 针对传统曲率模态差法在结构损伤识别应用中振型节点处损伤识别不敏感与损伤程度反映不准确的问题,通过理论推导,分析曲率模态差法存在局限性的原因。经过改进曲率模态差指标,提出归一化叠加曲率模态方差比指标和单元损伤估算方法,从理论层面解决了曲率模态差指标的不足。此外,通过室内简支梁试验及实际连续梁桥有限元算例,验证了新指标较曲率模态差指标在损伤识别及程度分析方面的优势。进一步提出了完整曲线法,对归一化叠加曲率模态方差比指标的使用进行补充,通过模拟无损桥梁模态曲线,为实际桥梁检测时无损状态下模态参数难以获得的问题提供了解决方案,最后研究了噪音对新指标的影响。研究结果表明:1)归一化叠加曲率模态方差比指标能够准确识别结构损伤位置;2)单元损伤估算方法准确度为94.9%,相较于节点损伤估算法提高23.4%,可以较好地反映结构损伤程度;3)完整曲线法拟合复相关系数均值为0.995,与无损结构模态曲线的拟合负相关系数均值为0.935,属于高度相关,表明完整曲线法可以有效模拟桥梁无损状态下的模态曲线;4)噪音作用下,新指标可以准确识别结构损伤位置,损伤程度估算准确度下降2.6%,完整曲线法对无损模态曲线的拟合负相关系数均值为0.866,减小0.069,仍属于高度相关,说明噪音对归一化叠加曲率模态方差比指标、单元损伤估算方法及完整曲线法的影响较小。研究成果可为实际桥梁损伤识别提供参考。 展开更多
关键词 桥梁工程 曲率模态 桥梁损伤识别 曲线拟合 损伤程度评定
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基于曲率模态和小波变换的木梁损伤识别
15
作者 任现才 孟昭博 +2 位作者 王鑫 柴山清 刘玉发 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第4期79-88,共10页
为解决曲率模态指标对结构小损伤识别的局限性,提出了一种基于曲率模态和小波变换相结合的结构损伤识别方法。以简支木梁为研究对象,采用ANSYS建立木梁损伤前后有限元模型并进行模态分析,对木梁损伤前后的曲率模态进行离散小波变换得到... 为解决曲率模态指标对结构小损伤识别的局限性,提出了一种基于曲率模态和小波变换相结合的结构损伤识别方法。以简支木梁为研究对象,采用ANSYS建立木梁损伤前后有限元模型并进行模态分析,对木梁损伤前后的曲率模态进行离散小波变换得到小波系数差指标;根据小波系数差突变峰值判断木梁的损伤位置,通过拟合小波系数差与损伤程度的关系式估算木梁的损伤程度,并由木梁试验对该指标进行了验证。结果表明:小波系数差指标可以准确识别木梁的损伤位置,通过拟合小波系数差指标与损伤程度的关系式来定量估算木梁的损伤程度。该研究成果为木梁损伤识别提供了理论依据。 展开更多
关键词 曲率模态 损伤识别 小波系数差 木梁
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曲率模态在桥梁状态监测中的应用 被引量:37
16
作者 郑明刚 刘天雄 +1 位作者 朱继梅 陈兆能 《振动与冲击》 EI CSCD 2000年第2期81-82,共2页
本文分析了曲率模态用于桥梁状态监测的可行性 ,并进行了有限元验证。结果表明 ,曲率模态对故障较为敏感 ,能够反映桥梁的局部状态变化 ,可以用来检测损伤位置及损伤程度 ,且高阶的曲率模态对故障的敏感性要优于低阶的曲率模态。
关键词 曲率模态 桥梁 状态监测 安全性 故障
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薄板损伤检测的高斯曲率模态差方法 被引量:20
17
作者 何钦象 杨智春 +1 位作者 姜峰 田小红 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期112-115,共4页
采用结构损伤前后振动的曲率模态差来检测薄板结构的损伤,引入微分几何理论中曲面上一点的高斯曲率概念,通过该点上两个主曲率求其高斯曲率,同时用中心差分求解薄板结构损伤前后的曲率模态值,利用其差值确定薄板的损伤位置,进而确定损... 采用结构损伤前后振动的曲率模态差来检测薄板结构的损伤,引入微分几何理论中曲面上一点的高斯曲率概念,通过该点上两个主曲率求其高斯曲率,同时用中心差分求解薄板结构损伤前后的曲率模态值,利用其差值确定薄板的损伤位置,进而确定损伤程度。数值仿真的损伤检测算例表明,曲率模态检测方法的损伤识别精度令人满意。 展开更多
关键词 损伤检测 弹性薄板 曲率模态 高斯曲率
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利用曲率模态识别桥梁损伤的研究 被引量:30
18
作者 刘义伦 时圣鹏 廖伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期77-81,96,共6页
针对在利用曲率模态识别桥梁损伤过程中遇到的一些问题,得出了适用于桥梁损伤识别的曲率振型计算公式;提出了曲率振型规范化处理方法,以便于识别结构损伤程度;对曲率零点处的变化量计算作了特殊处理,以避免此处引起的损伤识别干扰;并给... 针对在利用曲率模态识别桥梁损伤过程中遇到的一些问题,得出了适用于桥梁损伤识别的曲率振型计算公式;提出了曲率振型规范化处理方法,以便于识别结构损伤程度;对曲率零点处的变化量计算作了特殊处理,以避免此处引起的损伤识别干扰;并给出了传感器足够密集时的损伤程度估计公式,最后通过数值仿真验证了上述方法的有效性。 展开更多
关键词 曲率模态 规范化 曲率零点 损伤程度
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基于曲率模态和小波变换的结构损伤位置识别 被引量:23
19
作者 孙增寿 韩建刚 任伟新 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2005年第4期44-49,共6页
小波变换具有在时域和频域内表征信号局部特性的能力,能够在不同尺度下对结构响应中的突变信号进行放大和识别。在结构曲率模态基础上,本文提出了一种基于小波变换的结构损伤检测和定位方法。利用双正交小波函数对损伤前后结构的曲率模... 小波变换具有在时域和频域内表征信号局部特性的能力,能够在不同尺度下对结构响应中的突变信号进行放大和识别。在结构曲率模态基础上,本文提出了一种基于小波变换的结构损伤检测和定位方法。利用双正交小波函数对损伤前后结构的曲率模态进行小波变换,用损伤前后小波变换系数残差建立了结构损伤指标,通过小波变换系数残差的分布统计情况判定损伤的存在并确定其位置。应用简支梁数值模拟结果对该方法进行了验证。 展开更多
关键词 小波变换 曲率模态 统计分析 损伤识别
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基于曲率模态的拱板结构损伤识别 被引量:13
20
作者 赵俊 程良彦 马宏伟 《暨南大学学报(自然科学与医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期470-477,共8页
以两边铰支的圆弧形拱板为研究对象,通过有限元数值模拟计算得到拱损伤前后的第一阶模态参数,然后运用中心差分法近似求得拱板面内两方向的径向位移模态曲率和转角位移的二阶导数,并用于拱板的损伤检测研究.结果表明:当布置有足够数量... 以两边铰支的圆弧形拱板为研究对象,通过有限元数值模拟计算得到拱损伤前后的第一阶模态参数,然后运用中心差分法近似求得拱板面内两方向的径向位移模态曲率和转角位移的二阶导数,并用于拱板的损伤检测研究.结果表明:当布置有足够数量的振型测点时,拱板损伤前后径向位移两方向模态曲率差之和与转角位移两方向二阶导数差之和均可有效地用于拱板损伤的探测和定位,并大致判断其损伤程度. 展开更多
关键词 曲率模态 拱板 无损检测 数值模拟
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