空间结构的敏感性分析及其在静力损伤定位中的应用研究

摘要

大跨空间结构具有大空间、大柱网等优点得到了工程广泛应用，以空间结构形式中应用最为广泛的网架结构为研究对象，首先研究了5种试验设计方法在网架结构频率响应下杆件敏感性分析中的应用，然后在此基础上建立了基于敏感性分析和挠度曲率法相结合的、适用于大跨度空间网架结构的静力参数损伤定位方法。
　　针对大跨度空间网格结构多杆件和多节点的多参数特点，现常采用的一次一因子法、蒙特卡罗法和正交试验设计法在分析效率上仍不够高效，因此本文引入了仿真领域的两种高效试验设计方法:顺序分支法和迭代部分析因设计法。以分析网架结构第一阶频率的杆件敏感性为例，对上述两种方法进行了应用可行性研究，并与常用的3种试验设计方法进行比较。研究表明:5种试验设计方法均可以准确地筛选出结构的敏感性杆件;当以筛选网架结构的敏感杆件组时，顺序分支法具有更高的效率性;当需要获得网架结构所有杆件的敏感性指标时，一次一因子法更具效率性。
　　提出了基于敏感性分析和挠度曲率相结合的静力参数损伤定位方法，首先对结构进行敏感性分析，得到结构在静力荷载作用下的挠度曲率差敏感性指标，然后计算实测损伤结构的挠度曲率差，最后分析计算各杆件的损伤系数，实现损伤位置识别。分别以平面桁架和空间网架为例对该方法进行验证，研究结果表明，本文所建立的损伤识别方法适用于大跨度空间网格结构的损伤区域定位，能够准确定位到损伤杆件所在区域。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 空间结构敏感性理论及应用概述

1．2．1 敏感性指标

1．2．2 结构敏感性分析的方法

1．2．3 空间结构敏感性分析的应用

1．3 本文主要内容

第2章 敏感性分析方法

2．1 概述

2．2 一次一因子法

2．3 蒙特卡罗法

2．4 正交试验设计方法

2．5 顺序分支法

2．5．1 最简单顺序分支法概述

2．5．2 两因子交互作用的顺序分支法概述

2．6 迭代部分析因设计法

2．7 数据统计分析方法

2．7．1 逐步回归分析的概述

2．7．2 逐步回归分析的步骤

2．8 本章小结

第3章 大跨度网架结构的敏感性实例分析

3．1 引言

3．2 网架结构模型

3．3 网架结构的敏感性分析

3．3．1 顺序分支法分析步骤及结果

3．3．2 迭代部分析因设计分析步骤及结果

3．3．3 五种方法分析结果

3．3．4 五种方法筛选方法的比较

3．4 本章小结

第4章 基于敏感性分析的网架结构损伤定位

4．1 概述

4．2 基于敏感性分析的损伤定位方法

4．3 平面桁架的损伤定位

4．3．1 单损伤工况

4．3．2 多损伤工况

4．4 空间网架的损伤定位

4．4．1 单损伤工况

4．4．2 多损伤工况

4．3 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 本文的主要工作和结论

5．2 本文的进一步工作

参考文献

个人简历及在学校期间所取得的科研成果