基于模态参数的悬臂梁结构损伤定位方法研究与比较

摘要

悬臂梁局部损伤会改变其动力学特性,进而影响其应用安全性,及时确定损伤位置有助于排除损伤以实施维护.利用有限元方法建立一根悬臂梁模型,采用弹性模量折减的方法模拟不同损伤工况,并分析了不同损伤对模态振型、柔度和模态应变能的影响,采用模态曲率变化率、柔度差曲率和模态应变能变化率方法对各损伤工况进行损伤定位.结果表明损伤后的模态振型和柔度无法直接反应损伤位置,模态曲率变化率能够精确识别单损伤位置以及多处程度接近损伤位置,而当损伤程度差异较大时无法识别小损伤.柔度差曲率可以识别出单损伤的大致位置,多损伤时只能定位出个别损伤,存在漏判现象.模态应变能法具有较高的识别精度,但也存在大损伤淹没小损伤问题.各种损伤识别方法各有优缺点,应该根据实际情况具体选择.