板结构损伤识别：振型扩充与模态应变能法

"基于振型扩充的板结构损伤识别 - 许微微 - 河海大学土木工程学院" 本文主要探讨了如何利用振型扩充技术来识别板结构的损伤，特别是在实际测量数据不完备的情况下。作者许微微指出，通常结构损伤识别方法要求可直接获取的参数，以降低数据处理误差，而模态应变能法需要完备的振型信息，但在实际测试中，转角位移和剪切位移往往难以测量，导致信息不完整。 针对这个问题，文章提出了两种解决方案：有限元模型缩聚和实测振型扩阶技术。前者通过减少有限元模型的自由度以匹配实际测试数据，后者则是通过扩展测试数据以达到与有限元模型相同的自由度。许微微特别强调了在本研究中采用的实测振型扩阶技术，通过将可测量的弯曲方向自由度扩充为包括转角自由度和轴向自由度，以实现更全面的损伤识别。 在理论部分，文章介绍了模态应变能的概念，它是结构损伤定位的关键因素，因为损伤通常表现为局部刚度的降低，而不影响质量。通过分析结构损伤前各单元的模态应变能，可以识别出损伤的位置。 实验部分，许微微运用扩充后的自由度信息，利用模态应变能法对平面框架和板结构进行单点损伤和多点损伤识别。结果显示，对于单点损伤，该方法表现出较好的识别能力；而对于多点损伤，虽然存在一定的识别误差，但仍然具有实用价值。 关键词：结构损伤识别，实测自由度，振型扩充，模态应变能 总结起来，这篇首发论文提出了基于振型扩充的损伤识别策略，尤其适用于实际工程中自由度信息不全的情况。通过数值分析和实验对比，证明了这种方法在板结构损伤识别中的有效性和实用性，尽管在多点损伤识别上仍有改进空间。这种方法为实际结构健康监测提供了新的思路，有助于提高损伤识别的准确性和可靠性。