温银堂， 张玉燕， 张丽丽， 罗小元， 王洪瑞

（1.燕山大学国防科学技术学院，河北秦皇岛 066004； 2.燕山大学电气工程学院，河北秦皇岛 066004）

基于应变模态分析的桁架结构损伤检测

温银堂1， 张玉燕2， 张丽丽2， 罗小元2， 王洪瑞2

（1.燕山大学国防科学技术学院，河北秦皇岛 066004； 2.燕山大学电气工程学院，河北秦皇岛 066004）

选用桁架结构作为研究对象，应用应变模态分析方法对桁架结构的损伤进行检测。由位移模态振型推导应变模态进而用应变模态差值作为桁架结构损伤检测指标，提出了一种基于3σ准则的损伤阈值。通过应变模态差值与损伤阈值的对比来判别损伤有无并对损伤进行定位，用损伤前后应变差值的突变大小来初步确定桁架结构的损伤程度。对一具体桁架结构的单处和多处不同程度损伤工况，结合有限元软件进行了数值模拟。实际桁架的损伤检测实验验证了该方法的有效性。

计量学；损伤识别；桁架结构；应变模态差值；损伤阈值

1 引 言

桁架结构作为一种十分普遍的结构形式，在土木工程中的运用越来越广泛，但由于地震、长期荷载、突发因素和材料自身强度降低等因素，不可避免地给结构带来各种损伤［1，2］，甚至威胁人们的生命财产安全，所以准确监测结构的运行情况，并及时掌握结构的损伤状况，将有助于及时修复结构的损伤，具有十分重要的意义［3］。随着传感器技术、通讯技术、信号采集与处理技术的发展，利用工程结构的输入、输出信息对结构进行损伤识别、损伤定位和损伤定量方面的研究都取得了非常大的进展［4］。……