移动荷载作用下板结构损伤检测试验研究

摘要

结构出现损伤，通过对结构所处的状态进行诊断和评估得出损伤检测报告，以准确认识结构的损伤成因和损伤程度。设计人员依据结构损伤检测报告，对结构安全与否进行评价并分析其动力特性，进而提出建筑结构维护加固的最佳方案，以最大限度避免结构安全事故的发生。板结构是工程中常见的一种结构形式，与梁柱结构一样是主体结构密不可分的一部分，广泛应用于建筑、市政、桥梁等工程领域。与梁柱结构相比，在软件建模时，板结构建模是从一维到二维的跨越，建模难度更大，受力分析也更复杂。
　　本文基于移动荷载作用下的结构响应进行损伤识别，通过施加移动荷载给损伤板提供外部激励，使损伤板振动，采集任意点瞬态位移和加速度瞬态响应数据绘制时程曲线，对时程曲线数据分析和处理，以检测板结构损伤位置。本文主要从以下几个方面展开研究：
　　首先，通过建立板结构振动微分方程以及对移动荷载作用下损伤板进行振动分析来研究损伤板的力学性能。基于该理论，在ANSYS软件中对移动荷载作用下损伤板结构建模，选择合适的损伤模拟与荷载移动实现方法，并按照荷载大小变化、移动荷载速度变化、荷载行进线与损伤水平距离变化对响应曲线进行对比分析。
　　其次，根据实验室现有条件设计模型试验，并通过试验对软件模拟结果进行验证。试验中设置方槽形损伤和裂缝形损伤两种损伤类型，按照荷载大小变化、移动荷载速度变化、移动荷载运行轨道变化等不同工况进行对比分析。
　　最后，应用小波分析对试验和模拟所得的数据进一步处理分析。选取墨西哥帽函数对模拟数据进行连续小波变换，通过小波分析对试验数据进行降噪处理。
　　以上有关移动荷载作用下板结构损伤检测的研究，对后续其他类型结构研究具有一定参考价值。

目录

声明

1 引 言

1.1 研究背景及意义

1.2 损伤检测方法研究现状

1.3 论文研究内容

1.4 论文结构和技术路线图

2 板结构损伤检测方法及其动力特性分析

2.1 板结构损伤检测方法

2.2 移动荷载作用下板结构动力特性分析

2.3 本章小结

3 移动荷载作用下板结构损伤检测试验

3.1 损伤板试验模型及试验方案

3.2方槽形损伤板结构试验数据分析与处理

3.3 裂缝损伤板结构实验数据分析与处理

3.4 本章小结

4 移动荷载作用下损伤板软件模拟

4.1 ANSYS软件中常见的损伤建模方法

4.2 ANSYS软件中荷载移动实现方法

4.3 移动荷载作用下损伤板建模参数

4.4 移动荷载作用下方槽形损伤板数值算例

4.5 移动荷载作用下裂缝形损伤板数值算例

4.6 本章小结

5 利用小波分析对模拟数据和试验数据进一步处理

5.1 连续小波变换

5.2 应用连续小波变换对数值模拟数据进一步处理

5.3 对试验数据应用阈值法降噪

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 论文工作总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

9 攻读硕士学位期间发表论文及参加项目情况