基于加速度响应的benchmark结构损伤识别研究

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1、基于加速度响应的Benchmark结构损伤识别研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：徐德健指导教师：杨佑发教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二〇一五年五月StudyonDamageIdentificationforBenchmarkStructureBasedonAccelerationResponseAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByXuD

2、ejianSupervisedbyProf.YangYoufaSpecialty:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversityChongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要建立健康监测Benchmark结构的目标是为了对各种健康监测方法的适用性和可靠性进行比较和评估。Benchmark结构为不同的研究方法提供了一个分析、比较和评估的统一标准的研究平台，以达到缩小理论研究和实际应用之间的差距，促进健康监测技术更好更广泛地应用于实际工程结构，最终实现对工程结构进

3、行长期、连续、稳定和可靠的健康监测。同时，基于Benchmark结构的损伤识别研究能比较真实的反应实际工程结构的损伤，有助于后续的进一步研究。在结构的动力响应测试中，加速度响应信号具有采集方便、精度高和技术相对成熟等优点，故直接利用加速度响应信号作为损伤识别指标不易丢失结构的损伤信息。因此，研究直接基于加速度响应的损伤识别方法是非常有必要的。作者提出基于加速度响应的自功率谱最大值变化比的损伤定位指标，并对IABMASBHMBenchmark结构的主次梁连接损伤、主梁与桥墩连接损伤等两种损伤类型进行损伤定位研究。试验结果表明，基于加速度响应的自功率

4、谱最大值变化比的损伤定位指标可以准确判断出桥梁健康监测Benchmark结构的损伤并定位损伤位置。同时，提出基于加速度响应的频响函数最大值曲率差比的损伤定位指标，并对IASC-ASCESHMBenchmark结构去除层间斜撑的损伤类型进行损伤定位研究。试验结果表明，基于加速度响应的频响函数最大值曲率差比的损伤定位指标可以准确判断出结构健康监测Benchmark结构的损伤并定位损伤位置。针对这两个典型的Benchmark结构，该文进一步分别基于加速度响应的自功率谱和频响函数并结合马氏距离，提出结构整体损伤程度的评估方法。通过对两个典型的Benchm

5、ark结构在不同损伤类型和程度下的整体损伤程度评估可以看出，随着结构损伤距离的增加，整体损伤程度也随之增加。试验结果表明，结构的损伤距离能很好的反映出整体损伤程度，故提出的整体损伤程度的评估方法是可行的、有效的，并且利用主元置信度准则能很好地对结构进行损伤预警。该文提出基于加速度响应的损伤识别指标，利用两个典型Benchmark结构的实体试验模型和数值仿真模型，进行了损伤定位研究和整体损伤程度评估，识别效果理想，验证了所提出的损伤识别方法是可行的、有效的。关键词：自功率谱，频响函数，Benchmark结构，损伤定位，整体损伤程度I英文摘要ABST

6、RACTThetargetofestablishinghealthmonitoringBenchmarkstructureistoassesstheapplicabilityandreliabilityofhealthmonitoringmethods.Itaimstoestablishanexchangedialoguetoolforresearchersandengineers,andprovidesaunifiedandstandardresearchplatformfordifferentresearchmethodstoanalysis

7、,compareandassess.So,itcannarrowthegapbetweentheoryresearchandactualapplication,andpromotetheapplicationofhealthmonitoringtechnologyinactualengineeringstructurewidely,thenrealizelong-term,continuous,stabilizeandreliablestructuralhealthmonitoringeventually.Thedamageidentificat

8、ionresearchbasedonBenchmarkstructurecanreflecttherealdamageofactuale