目前,工程界和科研界采用的鋼結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法有超聲波、射線(xiàn)照片、磁場(chǎng)、渦流、熱量領(lǐng)域等多種方法,而基于監(jiān)測(cè)鋼結(jié)構(gòu)振動(dòng)參數(shù)變化,判別結(jié)構(gòu)損傷的理論和試驗(yàn)方法也取得了較快發(fā)展。在過(guò)去20年中,許多學(xué)者專(zhuān)注基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)變化的無(wú)損健康監(jiān)測(cè)技術(shù)(NDDE)研究。到目前為止,這種技術(shù)的研究目標(biāo)大概有4類(lèi):
1)只能監(jiān)測(cè)損傷是否發(fā)生;
2)監(jiān)測(cè)損傷的發(fā)生并指出損傷發(fā)生的位置;
3)檢測(cè)損傷的發(fā)生,確定損傷發(fā)生位置,并進(jìn)一步確定損傷的嚴(yán)重程度;4)檢測(cè)損傷的發(fā)生,確定其位置,判斷
損傷的嚴(yán)重程度,并評(píng)價(jià)損傷對(duì)結(jié)構(gòu)的危害性。
本文研究的目標(biāo)是第二類(lèi),即判斷損傷是否發(fā)生,并確定損傷發(fā)生位置。筆者采用一螺栓連接的T形組合截面鋼梁作為試件,以旋松和取下T形梁翼緣與腹板連接螺栓兩種情況模擬損傷結(jié)構(gòu),利用損傷發(fā)生前后加速度功率譜密度總變化值,成功監(jiān)測(cè)損傷的發(fā)生并確定了損傷發(fā)生的位置。
1 基本原理
模型振動(dòng)參數(shù)如結(jié)構(gòu)自振頻率、模態(tài)振型等能夠表現(xiàn)結(jié)構(gòu)的特征,結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)某些物理屬性的改變,如剛度、質(zhì)量、邊界條件等。這些物理屬性的改變必然會(huì)使該結(jié)構(gòu)的振動(dòng)參數(shù)發(fā)生改變,如固有頻率、振型、減衰系數(shù)等。于是,便可以通過(guò)監(jiān)測(cè)這些振動(dòng)參數(shù)是否發(fā)生變化并根據(jù)變化值的大小來(lái)判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷并確定損傷發(fā)生位置。近年來(lái),通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)振動(dòng)參數(shù)的變化來(lái)探測(cè)結(jié)構(gòu)損傷的技術(shù)吸引了很多研究者的目光,并取得了許多成果。