损伤指标在桥梁结构空间动力分析中的应用问题

nokia2006

目前损伤指标，曲率模态，柔度差，应变模态，等等多应用于平面结构的损伤识别数值模拟分析，对于实际桥梁在进行空间动力分析时，这些指标的应用需注意那些问题？忘前辈不吝赐教！

azureps

没整明白你是要问什么.^_^

nokia2006

以简支桁架桥为例，对其进行空间动力分析时损伤指标如何构造，桁架四个角点模态值取平均用来构造指标合适吗？此外，在平面分析时多用竖向值构造指标，而桁架桥前几阶振型是以横向振动和扭转为主，还用竖向值构造指标合适吗？

azureps

对于损伤指标我是这样理解的，当结构发生损伤导致不同于完好结构时，结构的一些动力特性会发生变换。比如结构的固有频率、模态等等以及由此衍生的一些量，比如敏感度。就是说损伤指标可以认为是那些在结构服役状态发生变化时可以起到结构发生这种变化的“指示剂”作用的量。对特定的问题可能选取特定的损伤指标可能获得精度高、识别敏感的结果，选取不当可能导致识别失败。所以选取损伤指标应该针对于结构的动力特征选取，一旦选定了损伤指标，你所提取的损伤信息又尽量要选那些足以反映损伤指标的信号。换句话说：取梁横向方向的振动作为损伤信号，就选横向方向的量作损伤指标。【欢迎讨论】

nokia2006

是的，简支桁架第一阶肯定是一阶横弯，之后是对称扭转，反对称扭转，一阶竖弯，通过数值模拟发现以横向方向的量构造曲率模态指标时，由一阶竖弯这一振型构造的指标没有识别效果，原因是损伤前后的横向方向的量差别太大了，简直没有可比性。换竖向分量构造也还是不行，差别依然很大。有文献将几阶振型构造的曲率模态指标求平均来识别效果看上去还行，这倒是一种方法。前提是这都是数值模拟的结果。

andy_3656

不管是空间还是平面结构，无非是在有限元分析时的结构自由度多少而已，比如，平面受弯简支梁一个节点考虑两个自由度，这样单元刚度矩阵也就是4×4的，而空间的梁节点一般考虑6个自由度，这样单元刚度矩阵维数就是12×12的了，在数值模拟时我们可以解得所有模态，但要用来做损伤识别则只能取其中的某些自由度和某些模态，因为实际测试是不可能得到所有模态的。

nokia2006

同济大学张启伟前辈通过混凝土悬臂梁的试验检验结构固有频率对损伤程度、损伤位置的敏感性，认为“局部损伤对不同振型的影响不同，损伤识别时利用变化较大的模态进行计算可以得到可靠的结果，因此，振型采集必须包括受损伤影响大的振型”。频率如此，估计其他指标也类似。