基于振动技术的简支梁损伤检测与定位研究文献综述

 2023-10-16 10:39:41

文献综述

伴随着我国社会经济的迅速发展,建筑领域也随之产生了新一轮的技术革新,大型化、复杂化、智能化建筑应运而生。自上个世纪 80 年代以来,我国在民用建筑、交通、水利建设事业方面取得巨大成就的同时,在工业、航空、航天、机械制造业等方面,建设成果也是空前的。这些重要大型结构的设计基准期为 100 年甚至超过 100 年2。但是,实际中由于设计、施工中的不确定性,营运中未采取科学、合理的养护措施,加之材料的自然老化,使用环境的变化以及自然灾害或人为破坏等,在这些因素的共同作用下,结构的安全可靠性受到严峻挑战,在极端情况下甚至引发结构的破坏、倒塌,造成灾难性事故9。因此,对既有结构的损伤识别和健康评估日渐受到工程研究人员的重视,为了保障重大工程结构的耐久性、安全性、适用性以及完整性,采用一种科学有效的损伤识别方法和建立长期的结构健康监测系统已成为当务之急6

土木工程结构的寿命在几十年到上百年不等,在其运行过程中,环境的侵蚀、材料的老化、荷载以及各种突变效应等耦合作用,将对结构产生很大影响结构会不可避免的产生损伤并进行累计,而且抗力也会逐渐衰减,进而使得抵抗能力下降,引发各种灾难性的突发事故5】【12

若关键的结构构件损伤在一定时间内其程度得到积累,其损伤将会迅速扩展,从而引起整个结构的毁坏。未能及时发现局部结构损伤而造成的整体结构垮塌、毁坏,从而引起巨大损失的案例数不胜数。及时掌握结构的健康状况并保证其正常运行是很重要的10

随着时代发展进步,各个学科都得到了快速成熟的发展,损伤检测相关专业,如传感技术、无线通讯技术、信号采集技术、信息处理技术、数学建模技术,也得到了快速发展进步11。在此基础之上,基于动力特性的损伤检测技术拥有了更广阔的舞台1。利用振动信息对结构上的损伤进行识别是一项复杂的需要多学科知识交叉的技术,是综合能力更强的一门学科

通常认为,对结构损伤识别可分为四个递进层3】【4】【7

第一层,结构是否损伤;

第二层,损伤的几何位置;

第三层,损伤的严重程度;

第四层,剩余使用寿命。

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