DOI jissn
基于曲率模态理论的简支梁损伤辨识研究
张利伟
鲍鹏
河南大学 土木建筑学院河南 开封
新乡学院 土木工程与建筑系河南 新乡
摘要选取结构中常见的构件简支梁利用有限元软件 ANSYS 建立有限元模型通过模拟跨中损
伤分析模态振型位移值得出曲率模态值对比分析曲率模态在损伤处的变化规律得出损伤与相应参数的关
系总结曲率模态在损伤处的应用规律以期使曲率模态辨识损伤理论在其他结构中得到更好的应用
关键词曲率模态损伤位移模态刚度
中图分类号TU文献标志码 A 文章编号
Damage Identification of Simply Supported Beam
Based on the Theory of Curvature Mode
ZHANG Liwei
BAO Peng
School of Civil Engineering and Architecture Henan University Kaifeng China
Department of Civil Engineering and Architecture Xinxiang University Xinxiang China
AbstractA common structuresimply supported beam was selected to construct finite element model by ANSYS
Curvature mode was obtained by stimulating the damage of midspan and analyzing modal displacementVariation of
curvature mode at damage region was analyzed and the relationship of injure and corresponding parameters was ob
tainedFinally application law of curvature mode at injure region was summarized so that theory of curvature mode was
better used at other structure
Key wordscurvature modeinjurydisplacement modestiffness
引言
在经济快速发展的今天土木工程领域的发展
尤为迅速世界各地建造了大量的桥梁住宅公共
建筑等且呈逐年递增的趋势这些建筑对社会快
速发展的态势起着非常重要的作用一些重大工程
和标志性工程其实际意义更加重大如何保护这
些建筑成为一个重要的课题因此为了保证结构
安全人民生命财产安全快速而有效地辨识出结
构的损伤位置以及损伤程度找到损伤处的规律
就显得十分必要
曲率模态是模态参数结构的局部特征变化可
以通过曲率模态反映其数值可以利用已知的结构
各阶振型依据差分理论进行计算获得根据有关
研究发现当结构发生局部损伤时如锈蚀钢筋产
生裂缝等损伤会对结构的刚度有明显的影响导
致其刚度下降进而会导致损伤位置处相应的曲率
模态曲线发生突变但是对结构的质量影响不大
可以忽略不计
利用曲率模态理论辨识结构损伤国内外学者
都进行了深入的研究国外的主要研究成果有
Pandey 等发现结构的某一处的损伤会引起对应的
曲率模态产生突变且模态阶数越低突变越明
显
Abdel Wahab 提出了曲率模态损伤因子的
理论实践结果更加理想
国内的研究成果主要
有秦权对桥梁的模态识别损伤识别等进行了研
究提供了一套损伤辨识理论
宋固全通过建
收稿日期修订日期通讯联系人Emailcnbaopyahoocomcn
基金项目河南省科技攻关计划项目
作者简介张利伟男河南新乡人助教硕士研究方向现代建筑结构设计鲍鹏 男河南开封人教授博士研究方
向土 结构相互作用
信阳师范学院学报自然科学版 Journal of Xinyang Normal University
第 卷第 期 年 月 Natural Science Edition Vol No Jul