《表1 单元损伤工况Tab.1 Element damage case》

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《基于模态应变能密度理论的网架结构损伤识别方法》

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算例采用如图1所示的空间网架结构模型，其跨度为10m，高为1m，上下弦杆均长2m，所有杆单元截面面积为A=4 560mm2，其力学参数弹性模量为E=2.06×1011 Pa，材料密度为ρ=7 850kg/m3，泊松比μ=0.3，上弦5跨，下弦4跨，共20个支座。为了便于分析，每根杆件划分为1个单元，共200个杆单元，61个节点。利用ANSYS建模，并采用ANSYS的APDL语言编程求解，采用LINK8模拟空间网架杆件，每个节点只有3个线位移自由度，杆件只承受轴力，四角点支座为三向约束，其他支座只约束竖向和切向方向。假设结构损伤不引起质量改变，以弹性模量E的下降模拟损伤，且忽略阻尼的影响。考虑结构的5种损伤情况（见表1），分别为上弦杆单损伤、下弦杆单损伤、腹杆单损伤、上下弦杆同时损伤及3根杆件同时损伤等5种工况，计算得到不同工况下的一阶模态参数，然后通过Matlab编制相应的程序，利用单元模态应变能密度差值作为损伤指标，对5种工况下的损伤情况进行识别。计算一阶模态下每个单元对应的损伤识别指标，损伤识别结果见图2—图6。为了研究测量噪声的影响，在诊断信息的模态振型中加入了5%的测量噪声，噪声表达式[15]为