損傷梁的動力特性及損傷識別方法的研究.pdf

1、上海交通大學博士學位論文損傷梁的動力特性及損傷識別方法的研究姓名：金明凡申請學位級別：博士專業(yè)：機械設計及理論指導教師：趙玫20050301上海交通大學博士學位論文摘要諧激勵和脈沖激勵下的位移響應、轉角響應和曲率響應與固有模態(tài)、轉角模態(tài)和曲率模態(tài)有類似的特性。隨后，論文在損傷梁動力特性分析的基礎上，提出了基于振動響應的損傷判據(jù)函數(shù)。由于結構的響應由結構參數(shù)和外激勵確定，論文研究了損傷參數(shù)和外激勵特性對損傷判據(jù)函數(shù)的影響。對不同邊界條件的

2、單一梁和桁架結構的數(shù)值分析結果表明，利用本文提出的判據(jù)函數(shù)可直接獲得不同邊界條件下梁的損傷位置，不需要無損傷梁的任何信息。由于損傷程度和激勵頻率都會影響判據(jù)函數(shù)的突變值，因此，需要通過對無損傷及損傷結構的動力學特性進行分析，對比相同激勵頻率下不同損傷狀態(tài)時的判據(jù)函數(shù)，才能獲得損傷程度的定量信息。該判據(jù)函數(shù)對測量信號中的噪聲很敏感，01％噪聲就會對識別結果產(chǎn)生很大的影響。為了減小噪聲的影響，本文在數(shù)值模擬中對測量信號進行了平均化處理，能一

3、定程度上減小噪聲對判據(jù)函數(shù)計算結果的影響。本文還研究了梁結構的混合建模方法和基于遺傳算法的結構參數(shù)與損傷參數(shù)的識別方法。在梁結構的混合建模過程中，梁部分的質量矩陣與剛度矩陣直接利用幾何參數(shù)和材料常數(shù)建立，而支承部分或者連接部分的剛度則利用實驗結果通過參數(shù)識別獲得。論文根據(jù)固有頻率變化和判據(jù)函數(shù)突變值，提出了基于遺傳算法的結構參數(shù)和損傷參數(shù)的識別方法。由于遺傳算法是一類基于自然選擇和群體遺傳學機理上的自適應概率搜索的全局優(yōu)化方法，它不需要