基于模态应变能原理的简支钢梁损伤识别研究Studyon-山东农业大学.PDF

山东农业大学学报(自然科学版),2016,47(3):447-451 VOL.47NO.3 2016 Journal of ShandongAgriculturalUniversity (Natural Science Edition ) doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2016.03.024 基于模态应变能原理的简支钢梁损伤识别研究 * 薛 刚,苏 天,王崇阁 内蒙古科技大学建筑与土木工程学院, 内蒙古 包头 014010 摘 要: 为解决目前多数梁式结构的损伤识别方法精度不足，且缺少模型试验对数值模拟结果进行验证等问题，利用 模态应变能原理，运用数值分析和试验研究的方法对简支工字形钢梁的损伤识别进行研究。研究结果表明：模态应 变能法可识别出简支梁内部的损伤；与通过固有频率变化的损伤识别相比，模态应变能法在梁损伤位置及损伤程度 识别方面具有明显优势。 关键词: 模态应变能; 简支钢梁; 损伤识别; 有限元分析 中图法分类号:TU317 文献标识码:A 文章编号:1000-2324(2016)03-0447-05 Study onDamageIdentificationforSimply SupportedSteelBeam BasedontheTheory ofModal StrainEnergy XUE Gang, SU Tian,WANG Chong-ge Schoolof Architectureand CivilEngineering/InnerMongolia University of Science and Technology,Baotou014010, China Abstract: In order to solve problems that current most damage identification methods of beam structures are not accurate enough and model experiments are insufficient for verification of numerical simulation results, damage identification of simply supported I-beams was researched through numerical analysis and test based on the theory of modal strain energy. Theresearch results showed that themodal strain energy method could identify damages inside the simply supportedbeam in comparison with damage identification based on natural frequency changes, modal strain energy method had obvious advantages in identification ofbeam damageposition and degree. Keywords:Modal strain energy; simply supported steelbeam;damage identification;finite element analysis 土木工程结构在长达数十年的服役过程中，由于荷载作用、环境侵蚀、材料老化以及自然灾害 [1] 等原因不可避免导致结构损伤 。大型的工程结构一旦出现严重的破坏事故，将对人类生命安全和 财产安全造成巨大的损失，也会对社会产生不可估量的影响。传统的检测方法不仅耗费人力、物力， 还可能对工程结构本身造成一定程度的损害。而利用振动特性对工程结构的损伤进行识别，对结构 [2] 本身没有任何损害，且不影响结构的正常使用。其基本原理为 ：结构的局部损伤通