《基於模態參量的預損傷鋼筋混凝土梁損傷識別研究》是依託昆明理工大學，由馬琨擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於模態參量的預損傷鋼筋混凝土梁損傷識別研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：馬琨
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
項目以預置損傷的鋼筋混凝土試驗梁為研究對象，開展在動靜態交變荷載作用下預損傷鋼筋混凝土梁的損傷識別研究。採用數值模擬及實驗研究方法，結合小波變換等理論，研究鋼筋混凝土梁在不同損傷狀況下頻率、阻尼、模態振型、應變模態，曲率模態等模態參量的不同回響及參量間的耦合關係；研究不同載荷作用下鋼筋混凝土梁力學性能衰變過程及損傷機理；探索和尋找具有高抗噪性、高靈敏性的鋼筋混凝土梁結構損傷識別方法和評價指標；建立能夠反映非線性鋼筋混泥土梁結構損傷演化過程的數學模型及基於多參數融合可用於工程實際的鋼筋混凝土橋樑結構損傷識別檢測方法。項目研究將極大的豐富和完善結構損傷識別理論及實驗檢測方法體系。項目研究涉及振動理論、結構工程、檢測技術、數值模擬，信號處理等多學科交叉領域。研究成果對我省乃至我國大量新建和在役鋼筋混泥土橋樑結構檢測、監測、耐久性分析、剩餘壽命評估等均具有重要的理論學術意義和工程套用價值。
結題摘要
橋樑工程結構的損傷識別有著廣泛的套用前景和重要的社會現實意義，是目前學術界、工程界研究的一個熱點問題，也是一個難題。本項目以預損傷鋼筋混凝土梁為研究對象，將多種識別方法、多模態參數相融合，通過有限元數值模擬和實驗研究了不同損傷狀況對鋼筋混凝土梁頻率、阻尼、位移模態振型、應變模態振型和曲率模態振型等模態參量的回響及模態參量間的耦合關係；研究了現有結構損傷識別理論及相關方法在鋼筋混凝土複合材料結構中的適應性及可靠性；探索和尋找了自然環境激勵下具有高靈敏性和抗噪性能的橋樑工程結構損傷識別的快速檢測方法。通過研究能夠直接反映橋樑健康狀況的相關狀態參量量化指標，建立相對統一的橋樑健康評估指標體系。開展了以下幾方面的研究工作： （1）.模態參量線上性預損傷鋼樑損傷識別套用中的相關理論和實驗研究。 (2).結構動力特性參量在非線性鋼筋混凝土梁結構損傷識別中的相關理論和實驗研究。 (3).基於小波變換的時頻聯合法在預損傷鋼筋混凝土梁結構損傷識別中的套用研究。 獲得的主要研究成果如下: (1).提出，並推導和建立了自應變回響獲取結構應變模態的相關原理和方法，通過實驗研究驗了該方法在結構應變模態的損傷識別中的可行性和可靠性。 (2). 數值模擬和實驗梁實驗研究表明： （a）位移模態難以有效反映出結構損傷的存在。 （b）結構振動頻率亦對結構損傷不敏感，但在結構損傷量較大時，結構振動頻率會有明顯變化。 （c）應變模態和曲率模態都能較好的反映出結構損傷的存在。 (d)在結構無原始數據存或原始數據不完整的情況下，可以依據實測應變模態或曲率模態來判斷結構的健康狀況。 （3）實現了基於諧波窗函式的任意頻段數據分解，並通過改進的阻尼係數自相關運算來實現預損傷鋼筋混凝土梁的損傷識別。 (4)在國內外核心期刊發表相關科研論文18篇，其中EI4篇；獲專利授權2項；培養在讀博士4名，碩士5名。 研究結果為我國大量新建和在役鋼筋混凝土橋樑結構的健康檢測、監測和使用壽命評估提供必要的理論依據和實驗指導,為相關人才培養做出了重要貢獻。
