英语原文共 13 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
物理学杂志: 会议录
论文 bull; 开架阅览
基于频率变化分析的多跨梁损伤检测
引用此篇文章: G R Gillich et al 2017 J. 物理: 会议. Ser. 842 012033
在线阅读此文最新版.
相关文献
Mark A. Yocke, Henry Hogo and Don Henderson
- Damage detection of simply supported reinforced concrete beam by S transform Ning Liu, Jiaxin Xi, Xuebing Zhang et al.
- A proposal application based on strain energy for damage detection and quantification of beam composite structure using vibration data
S Tiachacht, A Bouazzouni, S Khatir et al.
本文是从 IP 地址为 202.120.2.30 on 07/03/2018 在13:42下载的
|
第12届国际结构损伤评估会议 |
英国物理学会出版社 |
|
英国物理学会会议录: 物理学杂志: 会议录 842 (2017) 012033 |
doi:10.1088/1742-6596/842/1/012033 |
基于频率变化分析的多跨梁损伤检测
G R Gillich1, J L Ntakpe1,2, M Abdel Wahab3, Z I Praisach1 and M C Mimis1
1无损检验实验室, 工程与管理学院, “Eftimie Murgu” 里贾纳大学, 罗马尼亚
2字母国际有限公司, 慕尼黑, 德国
3Soete实验室, 工程与建筑学院, 根特大学, 比利时
E-mail: gr.gillich@uem.ro
摘要. 对多跨梁进行裂缝识别是为了确定结构是否健康。在所有的裂缝识别方法中，基于实测固有频率变化的方法在实际工程中更加简洁和方便。为了精确识别多跨梁结构的裂缝特性，建立了一个可以预测任何边界条件下（中间支座为铰）频率变化的数学模型。 这种关系是建立在模态应变能的观念上。由于频率变化相对较小，为了获得高精度的固有频率 ，还提出了一种基于多光谱叠加的信号处理算法， 该法克服了快速傅里叶变换在频率分辨方面的不足。基于上述数学模型和信号处理算法，提出了多跨梁的裂缝识别方法。为证实此识别方法的准确度，进行了两跨结构的试验。结果表明本文提出的方法能准确识别裂缝的位置和深度。
1. 引言
即使在实际中常常用到多跨梁，关于此类结构的损伤程度的研究的文献却不多见。在本研究中，统一考虑各跨间隔相等。一个例子是关于匀速运动的火车通过两个跨度相同的梁的研究，该研究是为了强调共振特性[1]。用欧拉-伯努利梁理论模拟两个梁段，梁中部施加约束和协调条件。用摄动法研究了理想设计中跨长随机偏差的影响[2]。研究了无限长细长梁在离散弹性支座上的横向振动问题[3]。为了描述多跨梁的动力特性，支座被作用于支座处的力代替。挠度用单个函数来表示，支座处的响应包含在特征值解中[4]。
在损伤检测方法中，将有横向裂缝的多跨结构看作无损伤的小段的集合。裂缝由无质量的转动弹簧代替，而不像支座那样强制施加约束和协调条件 [5]. 模型变得复杂，同时，为了取代中间支座或裂缝，需要解新的一系列方程。一些文献中的理论研究和试验旨在研究和分析一般损伤下固有频率和出现的振型的变化 [6-13] ，尤其是在裂纹损伤下的情况[14-17]。
在以前的出版物中[18-20]，介绍了由已知位置和深度的裂缝来预测单跨梁的频率变化的函数表达式。输入数据仅限于完好梁在预期损伤处的曲率，而损伤程度的绝对值由完好梁和损伤梁的挠度得出。基于这种关系，建立了包含大量损伤状况和不同支撑条件的梁的数据库，因此，损伤评估成了一个逆问题。
本文给出了不等跨的两跨梁频率的精确解，包括完好状况和损伤状况。任何支撑条件和裂缝位置都可以考虑在内；在线性条件下，裂缝深度应限制在50%左右。结果在数据库中执行，且用于证明所提出的损伤评估方法的鲁棒性。
此项工作的内容可以被 知识共享署名许可协议 3.0 许可条款使用。本文的任何进一步发行必须保持归属于作者及本文标题，期刊印用和工业部。
|
英国物理学会出版有限公司出版许可 |
1 |
|
第12届国际结构损伤评估会议 |
英国物理学会出版社 |
|
英国物理学会会议录: 物理学杂志: 会议录 842 (2017) 012033 |
doi:10.1088/1742-6596/842/1/012033 |
2. 完好两跨梁的模态参数
本研究的对象是一个双跨的细长梁，如图1所示，长度为L，宽度为b ，高度为h，截面惯性矩为 I ，横截面面积为A。右端支座为铰支，左端为固定端；另外，在L1位置处插入一个铰支座。相关的材料特性为：杨氏模量为E，体积质量密度为 ，泊松比为 。
如果梁受到损伤，该损伤为一条横向裂缝，其开裂深度为a ，宽度为l。裂缝的位置用c表示。
损伤
A处详图
损伤
损伤
图 1. 两跨梁几何图及损伤详图
该梁的弯曲振动可用如下方程描述：
|
4 z |
|
A |
|
2 z |
0 |
(1) |
|
x 4 |
EI |
t 2 |
||||
其中z是梁的在距离左端原点x 处垂直方向的位移。方程(1)中z的解可以写为驻波形式：z ( x,t ) W ( x) sin(t )，从而分离开了空间和时间参数。对于空间部分，众所周知的解为
|
W ( x) A sin x B cos x C sinh x D coshx |
(2) |
其中，A，B，C，D和是由特定边界条件定义的系数。
2
|
第12届国际结构损伤评估会议 |
英国物理学会出版社 |
|
英国物理学会会议录: 物理学杂志: 会议录 842 (2017) 012033 |
doi:10.1088/1742-6596/842/1/012033 |
在振动分析中，将两个支撑间的梁段视作一个独立的梁。左段的空间区间为 x1 0...L1，参考系的起点是梁固定端（图2中的1点）。右段的空间区间为x2 0...L2 ，参考系的起点是梁右端的铰（图2中的3点）。方程 (1)的两个解对应两个梁段，形式为
(3)
将八个约束和连续条件应用于方程 (3)的求解中，推导出一个有八个代数方程的方程组。从方程组中消去A1...D2这八个系数后，得到一个含有变量的方程：
(4)
|
其中 1 ( L1 ) sin( L1 ) sinh( L1 ) , |
1 ( L1 ) sin( L1 ) sinh(L1 ) , |
1 ( L1 ) cos( L1 ) cosh(L1 ) |
|||||||||
|
1 ( L1) cos( L1) cosh(L1)。 |
<!-- 全文共14013字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[9320]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word |
||||||||||
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
