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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 应变模态曲率差 损伤识别
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基于模态曲率差的钢-混凝土组合梁损伤识别方法研究
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作者 张翼翔 肖韧轩 张彦玲 《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》 2024年第4期11-21,共11页
在役钢-混凝土组合梁在疲劳荷载和不良环境影响下会发生损伤,造成结构使用性能及承载力下降,需进行必要的健康检测及损伤评估。基于ANSYS有限元模型,对钢-混凝土组合梁栓钉和钢梁损伤前后的模态曲率变化进行分析,并基于模态曲率差进行... 在役钢-混凝土组合梁在疲劳荷载和不良环境影响下会发生损伤,造成结构使用性能及承载力下降,需进行必要的健康检测及损伤评估。基于ANSYS有限元模型,对钢-混凝土组合梁栓钉和钢梁损伤前后的模态曲率变化进行分析,并基于模态曲率差进行损伤识别,最后通过模型试验进行验证。结果表明,栓钉损伤后,损伤区域内模态曲率反向斜率消失,损伤区域两端模态曲率差出现极值点,可将模态曲率反向斜率消失的区域和模态曲率差极值点之间的区域判断为栓钉损伤区域。钢梁损伤后,模态曲率和模态曲率差均在损伤位置发生突变,后者变化更明显;模态曲率结果受取值间距和取值路径影响,取值间距取栓钉间距时,按不同路径均可对栓钉和钢梁损伤进行有效识别;模态试验结果可以验证以上方法的可行性,但识别结果受测量误差影响较大。 展开更多
关键词 钢-混凝土组合梁 损伤识别 模态曲率差 模型试验
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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:6
3
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 模态曲率差 固有频率 模态分析
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简支梁损伤的模态曲率差值试验分析 被引量:3
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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 模态曲率差 简支梁 位移模态 损伤识别 固有频率 模态分析
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基于曲率模态差的四边固支薄板的损伤检测 被引量:7
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作者 张波 王赟 姜峰 《河北工程大学学报(自然科学版)》 CAS 2009年第3期31-36,共6页
以四边固支板为研究对象,采用改变单元弹性模量的方法模拟结构损伤,分别应用基于振型、频率和模态曲率差的损伤识别方法识别结构损伤。结果表明:在薄板一个比较小的区域损伤的情况下,其振型与频率的改变量是很小的,很难判断损伤位置,而... 以四边固支板为研究对象,采用改变单元弹性模量的方法模拟结构损伤,分别应用基于振型、频率和模态曲率差的损伤识别方法识别结构损伤。结果表明:在薄板一个比较小的区域损伤的情况下,其振型与频率的改变量是很小的,很难判断损伤位置,而有损伤单元的模态曲率差的值却发生明显的变化,因此采用模态曲率差法对结构进行损伤识别可以准确判定损伤的位置。 展开更多
关键词 弹性薄板 振型 频率 模态曲率差 损伤检测
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利用模态柔度曲率差识别框架的损伤 被引量:25
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作者 曹晖 张新亮 李英民 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期116-120,124,共6页
采用结构模态参数进行损伤识别是研究较早,应用较多的无损探伤检测方法。提出了一种称为模态柔度曲率差的损伤检测指标。该指标利用模态柔度,不仅比频率和振型更敏感,而且对高阶模态的依赖大为减小。此外,曲率的采用也增加了其对损伤的... 采用结构模态参数进行损伤识别是研究较早,应用较多的无损探伤检测方法。提出了一种称为模态柔度曲率差的损伤检测指标。该指标利用模态柔度,不仅比频率和振型更敏感,而且对高阶模态的依赖大为减小。此外,曲率的采用也增加了其对损伤的敏感程度。对两个框架有限元模型进行了分析,详细比较了该指标和振型曲率改变率等其它一些指标在不同的损伤分布和损伤程度下的损伤识别效果,发现模态柔度曲率差识别效果最好,结果最稳定。 展开更多
关键词 损伤识别 框架 模态柔度 振型曲率 模态柔度曲率
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基于子结构及模态柔度曲率差的某框架结构损伤识别 被引量:6
7
作者 马立元 李世龙 +1 位作者 李永军 王天辉 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2011年第5期21-26,共6页
基于子结构思想,通过对框架结构中子结构的边界施加虚拟的数值支座,限制子结构边界的位移,把子结构从整体结构中隔离出来。运用提出的模态柔度曲率差方法对子结构进行了损伤识别。结果表明:该方法仅需低阶模态参数即可进行损伤识别,不... 基于子结构思想,通过对框架结构中子结构的边界施加虚拟的数值支座,限制子结构边界的位移,把子结构从整体结构中隔离出来。运用提出的模态柔度曲率差方法对子结构进行了损伤识别。结果表明:该方法仅需低阶模态参数即可进行损伤识别,不论对单一位置损伤,还是多种共存的损伤,均具有损伤定位的能力,并能定性反映损伤程度。与已有的柔度差、柔度差值曲率两种柔度指标的数值模拟比较结果证明了该方法检测损伤的有效性和优越性。 展开更多
关键词 损伤识别 子结构 柔度矩阵 模态柔度曲率
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基于模态应变能曲率差的结构损伤识别方法 被引量:3
8
作者 马立元 郭俊龙 +1 位作者 李永军 王天辉 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2015年第6期83-86,共4页
针对大型结构局部损伤识别指标灵敏度不高的问题,提出了基于模态应变能曲率差的结构损伤识别方法。利用局部结构的振型和质量矩阵以及固有频率,求出单元模态应变能曲率差,并将该指标应用于损伤识别中。数值算例表明:该指标可以有效地定... 针对大型结构局部损伤识别指标灵敏度不高的问题,提出了基于模态应变能曲率差的结构损伤识别方法。利用局部结构的振型和质量矩阵以及固有频率,求出单元模态应变能曲率差,并将该指标应用于损伤识别中。数值算例表明:该指标可以有效地定位损伤,并能定性描述损伤程度,且具有一定的抗噪性能。最后,将该方法应用于某发射台模型损伤识别的试验研究中,实测数据分析验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 模态应变能曲率 局部损伤 损伤识别 损伤定位
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弯管结构模态柔度曲率差法损伤识别 被引量:1
9
作者 郭利 张瑞刚 +1 位作者 李永军 王天辉 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2012年第3期75-79,共5页
对弯管结构进行损伤识别,采用模态柔度比结构的频率或位移模态更灵敏,且模态柔度仅需结构的低阶频率和振型就可准确地计算。采用有限元方法,以一弯管为仿真算例,以结构模型的单元刚度的下降来模拟损伤。结果表明:弯管结构的模态柔度具... 对弯管结构进行损伤识别,采用模态柔度比结构的频率或位移模态更灵敏,且模态柔度仅需结构的低阶频率和振型就可准确地计算。采用有限元方法,以一弯管为仿真算例,以结构模型的单元刚度的下降来模拟损伤。结果表明:弯管结构的模态柔度具有方向性,弯管所在平面x、y方向柔度求解的模态柔度曲率差不能对弯管进行频率损伤识别,垂直弯管所在平面z方向柔度不仅可以对弯管进行单处、多处的损伤定位,而且可以对同一位置的损伤程度进行定量分析。 展开更多
关键词 弯管结构 方向柔度 模态柔度曲率
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基于曲率模态差的海洋塔式井架缺陷定位研究 被引量:3
10
作者 聂炳林 刘宇 李勇 《石油机械》 2015年第10期59-62,共4页
海洋平台塔式井架受到环境因素的影响,会产生不同类型的缺陷,导致井架整体承载能力下降。根据曲率模态损伤识别理论,针对渤海某塔式井架,应用ANSYS软件对缺陷产生前、后的塔式井架曲率模态差进行了计算和分析,并通过试验进行了验证。研... 海洋平台塔式井架受到环境因素的影响,会产生不同类型的缺陷,导致井架整体承载能力下降。根据曲率模态损伤识别理论,针对渤海某塔式井架,应用ANSYS软件对缺陷产生前、后的塔式井架曲率模态差进行了计算和分析,并通过试验进行了验证。研究结果表明,局部腐蚀和弯曲可造成井架前2阶的曲率模态发生变化;整体倾斜可造成井架的前5阶曲率模态发生变化;局部缺陷值越大,曲率模态差也越大;对于塔式井架,局部腐蚀损伤只导致该损伤部位的曲率模态差发生变化;局部弯曲除导致损伤部位曲率模态差发生变化外,还导致其上、下相邻杆件的曲率模态差发生变化;整体倾斜时,塔式井架结构从底部到中部的曲率模态差发生由大到小的变化。 展开更多
关键词 塔式井架 曲率模态 缺陷定位 损伤识别
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基于多阶曲率模态差的桥梁损伤定位方法 被引量:1
11
作者 唐伟军 曹绍林 朱秀清 《广州建筑》 2023年第5期45-48,共4页
为了保障桥梁结构正常运营,及时发现桥梁损伤,本文提出了多阶曲率模态差(multi order curvature mode difference,简称MOCMD)损伤指标进行桥梁结构损伤位置的识别。为了验证本文方法的有效性,通过数值模拟建立一简支梁桥有限元模型,研... 为了保障桥梁结构正常运营,及时发现桥梁损伤,本文提出了多阶曲率模态差(multi order curvature mode difference,简称MOCMD)损伤指标进行桥梁结构损伤位置的识别。为了验证本文方法的有效性,通过数值模拟建立一简支梁桥有限元模型,研究不同损伤程度、损伤位置和噪声水平对该指标的影响。数值模拟结果表明,该指标能够精确识别多个工况损伤位置,而且具有一定抗噪性。 展开更多
关键词 损伤识别 多阶曲率模态 有限元 模态分析 抗噪性
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基于曲率模态差和小波变换的网架损伤识别 被引量:3
12
作者 范梦 张丽梅 《河北科技大学学报》 CAS 2014年第4期384-391,共8页
采用一种基于曲率模态差和小波变换的损伤位置识别方法,对网架结构中常见的正放四角锥网架、两向正交正放网架、两向正交斜放网架、三向网架和蜂窝型三角锥网架进行了损伤识别,以结构损伤前后的曲率模态差作为小波变换的分析信号,对其进... 采用一种基于曲率模态差和小波变换的损伤位置识别方法,对网架结构中常见的正放四角锥网架、两向正交正放网架、两向正交斜放网架、三向网架和蜂窝型三角锥网架进行了损伤识别,以结构损伤前后的曲率模态差作为小波变换的分析信号,对其进行db3连续和离散小波变换,确定杆件损伤位置。数值分析结果表明,在仅测得一阶模态的情况下,应用曲率模态差和小波变换相结合的方法可以对网架的单个损伤位置和多个损伤位置进行有效识别。 展开更多
关键词 曲率模态 小波变换系数 网架结构 损伤识别
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基于曲率模态差指标的框架结构损伤识别 被引量:2
13
作者 万璞佳 白国良 《水利与建筑工程学报》 2012年第3期8-10,42,共4页
框架结构是目前广泛存在的一种建筑结构形式,对其损伤识别问题进行研究具有重要的工程意义。利用FRB神经网络对框架结构损伤进行训练识别,对"曲率模态差"指标的框架结构损伤定位、定量识别问题进行了研究和实例分析,结果表明&... 框架结构是目前广泛存在的一种建筑结构形式,对其损伤识别问题进行研究具有重要的工程意义。利用FRB神经网络对框架结构损伤进行训练识别,对"曲率模态差"指标的框架结构损伤定位、定量识别问题进行了研究和实例分析,结果表明"曲率模态差"指标对框架结构的损伤敏感,适宜于进行框架结构损伤定位以及较大损伤的定量识别。 展开更多
关键词 曲率模态 损伤识别 数值模拟 结构损伤指标
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基于曲率模态差角钢输电塔损伤识别技术研究 被引量:1
14
作者 贺文波 曹枚根 赵东拂 《北京建筑大学学报》 2023年第3期70-79,共10页
为延长输电塔的服役时间,提出了一种曲率模态差值法识别输电塔应力薄弱杆件位置的损伤识别技术。以桐城-柳城Ⅰ、Ⅱ回220 kV线路工程中的2E8-SCZ2-33塔型的B23塔为研究对象,首先通过现场实测以及数值模拟开展了铁塔的动力特性研究;其次... 为延长输电塔的服役时间,提出了一种曲率模态差值法识别输电塔应力薄弱杆件位置的损伤识别技术。以桐城-柳城Ⅰ、Ⅱ回220 kV线路工程中的2E8-SCZ2-33塔型的B23塔为研究对象,首先通过现场实测以及数值模拟开展了铁塔的动力特性研究;其次计算不同风速下输电塔构件的内力,通过压屈比设计主材、斜材薄弱位置不同程度的损伤,研究损伤后对铁塔动力特性的影响;最后用曲率模态差值分析方法对输电塔损伤位置进行识别。研究表明,曲率模态差值分析方法可以有效识别出输电塔主材损伤杆件的位置,对于单根斜材损伤识别不灵敏。B23塔主材最薄弱位置在第(18)段,斜材最薄弱位置在塔腿处。计算表明在39 m/s的风荷载作用下主材压屈比超过0.600,在43 m/s的风荷载作用下主材压屈比超过0.700,应重点关注薄弱位置的健康状况。 展开更多
关键词 输电塔 动力特性 曲率模态 损伤识别 现场测试
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基于曲率模态差和模态置信的钢架损伤识别研究 被引量:1
15
作者 罗丽燕 张海柱 +2 位作者 林金燕 陈贡发 吕建兵 《广东建材》 2018年第9期54-58,共5页
运用曲率模态差法和模态置信准则同时对一个空间钢架进行损伤单元位置的判定和破坏程度的识别,并对这两种方法进行比较。以空间钢架为具体研究对象,对其进行损伤识别数值模拟,再用中心差分法计算出曲率值,将损伤前后的曲率模态值相减,... 运用曲率模态差法和模态置信准则同时对一个空间钢架进行损伤单元位置的判定和破坏程度的识别,并对这两种方法进行比较。以空间钢架为具体研究对象,对其进行损伤识别数值模拟,再用中心差分法计算出曲率值,将损伤前后的曲率模态值相减,得到曲率模态差值;通过模态振型的改变量的多少来判别损伤情况即模态置信准则识别方法。比较结果表明模态置信准则在单元发生小程度损伤时识别不了,而曲率模态差法可以识别,并且识别的阶数多于模态置信准则。 展开更多
关键词 空间钢架 曲率模态 模态置信准则 损伤识别
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多元结构损伤识别的曲率模态分析及数值仿真(英文) 被引量:5
16
作者 李范春 李成 张爱锋 《船舶力学》 EI 北大核心 2006年第6期115-121,共7页
应用改进的曲率模态分析方法对具有多处结构损伤的简支梁结构进行了损伤识别,通过数值计算得到了简支梁的曲率模态,由此结果可以确定出损伤单元及位置。由于曲率模态法对结构损伤的识别不敏感,所以文中提出了曲率模态差这一新的概念,思... 应用改进的曲率模态分析方法对具有多处结构损伤的简支梁结构进行了损伤识别,通过数值计算得到了简支梁的曲率模态,由此结果可以确定出损伤单元及位置。由于曲率模态法对结构损伤的识别不敏感,所以文中提出了曲率模态差这一新的概念,思想是通过对曲率模态差的突变研究来判定损伤结构中损伤单元的位置。通过算例分析,其识别效果明显优于曲率模态法。 展开更多
关键词 多元损伤 损伤识别 模态分析 曲率模态 曲率模态
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基于曲率模态法识别轨道板的伤损研究 被引量:3
17
作者 胡志鹏 刘婷林 +1 位作者 谢铠泽 王平 《铁道标准设计》 北大核心 2014年第9期52-55,共4页
无砟轨道轨道板在施工和运营中存在空洞及裂缝等伤损,伤损的出现会改变结构的动力学特性,由模态分析理论可知,系统特性的改变必然会引起模态参数的改变。建立轨道板-砂浆有限元模型,通过单元刚度的折减来模拟轨道板单处伤损和多处伤损,... 无砟轨道轨道板在施工和运营中存在空洞及裂缝等伤损,伤损的出现会改变结构的动力学特性,由模态分析理论可知,系统特性的改变必然会引起模态参数的改变。建立轨道板-砂浆有限元模型,通过单元刚度的折减来模拟轨道板单处伤损和多处伤损,运用曲率模态识别伤损的方法对轨道板横向和纵向分别进行曲率模态计算分析。计算结果表明:轨道板横向和纵向任一方向的曲率模态和曲率模态差都能准确的识别出伤损位置,并且可以依据这两个指标识别出轨道板的多处伤损。 展开更多
关键词 轨道板 CA砂浆 伤损 曲率模态 曲率模态
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基于曲率模态和小波变换的码头排架损伤识别方法 被引量:1
18
作者 张迅 李决龙 +2 位作者 邢建春 王平 杨启亮 《水运工程》 北大核心 2016年第6期55-60,共6页
为准确识别高桩码头的结构损伤,采用曲率模态、曲率模态差和小波变换法进行结构损伤识别,通过对码头排架不同损伤工况下的实例分析,验证了这3种方法在码头结构损伤识别中的可行性和适用性。研究结果表明,当结构无损模态未知时,采用曲率... 为准确识别高桩码头的结构损伤,采用曲率模态、曲率模态差和小波变换法进行结构损伤识别,通过对码头排架不同损伤工况下的实例分析,验证了这3种方法在码头结构损伤识别中的可行性和适用性。研究结果表明,当结构无损模态未知时,采用曲率模态小波变换法能够较好地定位结构损伤;当结构无损模态已知时,运用曲率模态差法能准确定位结构损伤。进一步分析表明,曲率模态小波变换系数峰值和曲率模态差突变量还能用于初步判定码头结构多点损伤的损伤程度。 展开更多
关键词 高桩码头 曲率模态 小波变换 曲率模态 损伤识别
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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
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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 模态曲率差 信噪比
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基于曲率模态及其衍生参数损伤识别的数值模拟 被引量:1
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作者 陈维学 雷建平 李之达 《湘潭大学学报(自然科学版)》 CAS 2022年第6期106-112,共7页
该文通过梁自由振动有限元方程和曲率模态理论,表明曲率模态及其衍生参数对损伤识别灵敏度较高,具有较好的识别效果.借助有限元分析软件ABAQUS,对简支梁进行数值模拟和频率模态分析,通过差分方法对损伤前后各工况下的模态位移进行推导... 该文通过梁自由振动有限元方程和曲率模态理论,表明曲率模态及其衍生参数对损伤识别灵敏度较高,具有较好的识别效果.借助有限元分析软件ABAQUS,对简支梁进行数值模拟和频率模态分析,通过差分方法对损伤前后各工况下的模态位移进行推导得到各阶曲率模态.同时,计算并绘制出各工况下的曲率模态及其衍生参数曲率模态差的变化曲线,可应用于对梁结构损伤位置和程度的识别. 展开更多
关键词 有限元 曲率模态 曲率模态 损伤识别
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