基于工作应变模态损伤识别方法的试验研究
2011-02-12顾培英
振动与冲击 2011年11期
关键词:模态
顾培英,邓 昌,汤 雷
(1.南京水利科学研究院,南京 210029;2.水利部水科学与水工程重点实验室,南京 210029)
结构损伤诊断首先需解决损伤标识量的选择问题,李德葆等[1]研究得到了六种损伤识别指标的灵敏度,应变型指标比位移型指标对损伤具有更好的识别能力。笔者也进行了相关试验研究和数值仿真分析,得出简支梁和渡槽结构应变模态损伤规律及其损伤识别优势[2~5]。但目前所涉及的损伤指标法大多数是基于位移类模态(或参数)。
损伤状态下的模态数据需通过模态试验获得,而传统的模态试验需对结构进行人工激励,但此方法无法实现在线试验,且许多结构人工激励又较为困难,所以,人们提出了基于环境激励的位移模态试验方法。该方法已在航天、航空、汽车、建筑及桥梁领域成功应用,但本文讨论的是基于环境激励的应变模态问题。这里定义环境激励下的应变模态为工作应变模态OSMS(Operational strain mode shape)。目前,笔者已建立了基于环境激励下的工作应变模态识别法[6,7],并开展了应变模态数值仿真分析[3]、人工激励下的应变模态模型试验[2,4]。
现有损伤指标法是结合有限元模型分析,根据实测模态数据,利用结构损伤前后动态参数变化构造合适的损伤指标,判别损伤的存在、位置或程度。常用的损伤识别指标主要有两类[8~10]:①相关弱化型,以损伤前后相关系数弱化为损伤识别指标;②极差型,以损伤前后模态参数差为损伤识别指标。但在实际结构损伤评估中,要得到损伤前的精确状态非常困难。……
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