复杂恶，而且现阶段动力仿真分析还并不成熟。真实试验研究的缺少大大影响了动力损伤检测方法的推广。缺少大型结构的试验研究。仿真分析和试验研究大部分都是对简单的梁式构件板式构件进行研究，而对大型结构的试验研究很少。些能够在简单边界条件构件适用的方法，并不定能够检测出大型结构的损伤。由国内外研究可以发现，结构损伤识别的发展趋势有根据结构动力试验和损伤机理，尤其是非线性领域，研究抗干扰能力更强的损伤识别方法。综合利用多种测试手段进行损伤检测。如利用动力测试进行总体损伤识别与定位，利用红外线雷达等方法进行局部损伤检测。完备损伤识别数据库，建立损伤识别的标准，提高智能损伤检测技术，从而建立健康诊断系统。本文主要研究内容针对损伤检测试验研究较少的情况，本文主要通过对根简支预应力梁和根自由预应力梁进行动力测试仿真模拟分析及理论研究，利用动力指纹方法及神经网络智能算法研究适用于实际工程的损伤检测方法。图给出研究主要万方数据提取各梁模态特征参数，并用对其进行数据处理对比分析简支梁自振频率值和振型曲线对比分析模拟自由梁自振频率值和振型曲线对比分析模拟简支梁自振频率值和振型曲线对比分析自由梁自振频率值和振型曲线对比分析模拟弹性梁自振频率值和振型曲线线四损伤定位研究技术路线。图论文技术路线图计算模拟梁多工况的损伤指标三损伤识别研究分析多个损伤指标对试验梁的损伤定位识别效果计算模拟梁多工况的曲率模态差值对比分析各损伤指纹的特点计算模拟梁多工况的振型比值计算模拟梁多工况的振型变化率和神经网络损伤识别方法二计算多级损伤状态梁的多阶模态刚度变化率值以这三个参数为损伤指标的直观损伤识别方法和神经网络损伤识别方法计算多级损伤状态梁的多阶模态置信度值计算多级损伤状态梁的多阶频率变化率值二简支支座对动力试验的影响分析动力试验及仿真与理论分析仿真模拟分析分布参数体系动力学理论分析已完成简支预应力梁动力试验，利用软件分析试验数据补充自由预应力梁动力试验仿真和理论计算为研究做准备万方数据主要研究内容和步骤对试验梁进行模态测试，提取特征参数寻找有效可行的仿真模拟分析方法用及对数据图形进行处理。分析不同边界条件试验梁及模拟梁的特征参数频率值和振型曲线，研究简支支座对动力测试的影响及其原因。利用基于频率变化率模态置信度模态刚度变化率和神经网络的动力指纹方法，对简支试验梁进行研究，探讨真正适用于实际工程的损伤识别方法。利用基于振型差值振型比值曲率模态和的动力指纹方法，对比分析自由试验梁和仿真模拟梁损伤定位研究，探讨各方法的应用情况。万方数据第章预应力混凝土梁的动力试验研究引言科学研究均需要开展相应的试验工作，明确试验测试方案内容以及分析方法等是必要的。本文试验是对根简支预应力梁和根自由预应力梁进行动力模态测试，测取多级损伤状态梁的频率振型阻尼比模态刚度等基础数据，从而利用其相关弱化型和极差型损伤指标对试验梁进行损伤诊断研究。试验概况试件设计试验全部过程都在南华大学结构实验室完成，试件设计制作根自密实预应力混凝土试验梁，具体原材料和自密实混凝土配合比设计详见文献。试验梁按照混凝土强度和配筋率分为五类，每类三根。试验梁矩形截面为，长度为，箍筋均采用，预应力筋均采用的钢绞线施加预应力值为。图给出试件截面尺寸及配筋，表给出试件材料参数。其中单位为，单位为。表试件材料参数梁编号混凝土箍筋上部钢筋下部钢筋钢筋预应力筋钢绞线配筋率注梁具体编号为。图截面尺寸及配筋图万方数据试件加载试验首先采用油压千斤顶对各梁进行分级竖向加载，从而得到三种损伤状态完好开裂破坏的根试验梁，随后进行动力测试，加载装置如图左所示。开裂状态主要通过裂缝观测仪确定，如图右所示破坏状态则主要以受压区混凝土压碎为准。表给出损伤状态具体确认过程。表损伤状态损伤状态梁编号加载梁编号加载梁编号加载梁编号加载完好完好完好开裂开裂开裂破坏破坏完好完好完好开裂开裂开裂破坏破坏完好完好完好开裂开裂开裂破坏破坏完好完好完好开裂开裂开裂万方数据破坏破坏注编号为系列梁指边界条件为普通简支，编号为系列梁指边界条件为自由悬挂，具体区分如图所示，后续编号均以此为准。另外，和预应力施加值为。图预应力梁加载及损伤鉴定动力测试试验主要仪器设备亿恒动态信号测试分析仪压电式力锤压电式加速度传感器信号放大器数据采集仪控制器微机处理系统等。测试系统采用力锤法，多点激励，单点拾振，具体实物如图所示。测试方法梁上布置双排测点，每排个测点，传感器放在第测点，逐次敲击测点，测取各点频响函数。图试验器材选取根简支预应力梁进行动力测试，具体方法见图，采用常见普通简支梁支座左端滚动铰支座采用圆柱形铁棒，右端固定铰支座为三棱柱形铁棒。微机电荷放大器力锤加速度传感器测试点动态信号分析仪图简支梁动力测试万方数据另外，选取根预应力自由梁进行对比动力测试，具体方法见图，自由梁边界条件通过两根轻绳横向悬挂来施加，从而使自由梁仅能够在垂直纸面方向产生自由振动。加速度传感器测试点悬挂绳索反力架悬挂绳索图自由梁动力测试模态分析方法首先利用动态信号采集仪保存频响函数为格式，然后将试验数据导入可视化模态分析软件模块，并采用和两种方法综合选择极点，提取相应固有频率阻尼等参数。其中，是种多自由度模态分析法，使用最小二乘法来估计频率阻尼参与因子是独有的种方法，它通过清晰的稳态图，使试验更易操作，效率大大提高。操作员使用法来选择极点，尽量减少结果数据对人工判断的依赖性。具体操作详见图所示。图信号采集与保存万方数据图模态分析图振型观察图模态参数数据提取部分试验梁测试结果频率值表部分梁前四阶频率值梁编号加载状态阶二阶三阶四阶万方数据万方数据振型曲线阶振型位移幅值二阶振型位移幅值三阶振型位移幅值位移幅值四阶振型图前四阶振型曲线阶振型位移幅值二阶振型位移幅值三阶振型位移幅值位移幅值四阶振型图前四阶振型曲线万方数据分类号密级编号硕士学位论文预应力混凝土梁损伤检测的动力指纹方法研究研究生姓名刘君指导教师姓名职称陈振富教授学科专业名称结构工程研究方向结构健康诊断年月万方数据南华大学学位论文原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南华大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名年月日南华大学学位论文版权使用授权书本学位论文是本人在南华大学攻读博硕士学位期间在导师指导下完成的学位论文。本论文的研究成果归南华大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人同意南华大学有关保留使用学位论文的规定，即学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印缩印或其它手段保留学位论文学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。同意学校将论文加入中国优秀博硕士学位论文全文数据库，并按中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程规定享受相关权益。同意授权中国科学信息技术研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。对于涉密的学位论文，解密后适用该授权。作者签名导师签名年月日年月日万方数据摘要建筑结构由于自身能耗长期荷载作用化学侵蚀火灾危害自然灾害及人为破坏等多种因素的影响很容易受到不同程度的损伤，建立并完善相应预警机制能够最大程度地减少结构损伤及其对人民生命和财产带来的损失。如何对建筑结构进行准确地损伤识别损伤定位及损伤程度的量化是目前的研究热点之。基于上述背景，本文主要对根简支预应力梁和根自由预应力梁进行动力试验，并运用对其进行仿真模拟分析及动力学理论分析，经过动力指纹法研究，结果表明简支梁动力试验受外部环境干扰较大，振型曲线突变点较多，模态分析极点选择较困难而自由梁动力试验受外部环境干扰较小，振型曲线光滑，模态分析极点选择容易。综合分析各简支预应力梁前四阶振型和频率值，结果表明动力测试中，简支梁支座不能起到理想简支约束作用，反而等同于弹性支座。实测高阶频率和振型与简支梁理论值区别明显，实测各阶频率和振型与弹性支座梁理论值基本致。为今后预应力混凝土梁动力试验和模态分析等研究提供有意义的参考。阐明了自振频率值模态置信度和模态刚度能够反映预应力梁的真实损伤状态，并利用相应仿真分析验证了这观点。提出了以实测三阶四阶频率变化率和模态置信度为损伤指标的神经网络损伤识别方法，研究发现该方法适用于真实试验梁的损伤识别提出了以实测三阶四阶模态刚度变化率为损伤指标的神经网络损伤识别方法，研究发现该方法同样能够对试验梁进行有效损伤识别。利用仿真分析阐明了振型变化率振型比值指标和曲率模态在预应力梁损伤定位研究中的重要意义，并发现采用低阶模态的损伤定位方法明显好于高阶模态的损伤定位方法振型变化率振型比值和指标的定位识别效果基本相同，而曲率模态的定位识别效果明显优于前三种动力指纹方法。另外，利用上述四种动力指纹损伤定位方法对测试效果较好的自由梁进行损伤位置识别表明各损伤定位方法对试验梁很难进行准确有效的定位识别，各方法还需进步改进和完善。关键词预应力梁动力指纹神经网络损伤识别损伤定位万方数据，万方数据