1、現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)正在向大型化、復(fù)雜化、自動化、智能化方向發(fā)展，復(fù)雜的服役環(huán)境使結(jié)構(gòu)的運行安全日益遭受潛在的威脅。為了保證結(jié)構(gòu)安全、避免災(zāi)難事故的發(fā)生，實時、在線、有效的結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究是目前結(jié)構(gòu)工程研究領(lǐng)域的重要研究方向之一。 廣義的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包含機械系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)兩大類。國際上基于隨即振動理論的損傷識別方法研究已經(jīng)最少有三十年的歷史。動力檢測技術(shù)在機械系統(tǒng)(尤其是旋轉(zhuǎn)機械類的損傷診斷)的損傷診斷方面的應(yīng)用已漸成熟。土木結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

2、作為一類結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)損傷識別的大規(guī)模研究工作的研究歷史不超過二十年，加之土木結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的力學(xué)行為異常復(fù)雜，目前為止，國際上還沒有形成一套行之有效的土木結(jié)構(gòu)損傷識別方法。由于土木結(jié)構(gòu)系統(tǒng)所處的運營環(huán)境與大部分機械設(shè)備所處運營環(huán)境惡劣許多，同時結(jié)構(gòu)系統(tǒng)體量龐大，開展相關(guān)的實驗研究十分困難，費用高昂。真實土木結(jié)構(gòu)系統(tǒng)發(fā)生局部損傷后，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的力學(xué)性能及相應(yīng)變化還缺少深入的理論研究，試驗數(shù)據(jù)更是少之又少。 本文利用先進的有限元

3、數(shù)值模擬系統(tǒng)，開展了對真實土木結(jié)構(gòu)構(gòu)件、土木結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)值模擬損傷研究，以期能從數(shù)值模擬結(jié)果獲得一些有關(guān)土木結(jié)構(gòu)系統(tǒng)發(fā)生損傷后的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能及變化的初步結(jié)果，它們在某種程度上，可以替代費用高昂的真實結(jié)構(gòu)損傷實驗研究，最終目標是為實現(xiàn)有效的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)損傷識別方法研究積累有價值的數(shù)值模擬結(jié)果。 本文提出了模擬結(jié)構(gòu)破壞破損的有限元模型、模擬策略和模擬方式，針對某真實結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，建立了大型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的三維實體模型，該模型具有良好的參數(shù)化屬性。

4、論述了實現(xiàn)大型土木結(jié)構(gòu)系統(tǒng)三維實體模型的一般方法，闡明了建模過程中所出現(xiàn)的問題及解決方案。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)已有的結(jié)構(gòu)破壞實驗及結(jié)構(gòu)破壞實例，提出了具有一定典型性的結(jié)構(gòu)破壞模型。利用該結(jié)構(gòu)破壞模型，實現(xiàn)了大量結(jié)構(gòu)破壞數(shù)值模擬分析。利用該結(jié)構(gòu)破壞模型模擬結(jié)構(gòu)破壞的幾何形狀、破壞程度、破壞位置等重要結(jié)構(gòu)破壞參數(shù)，得到了結(jié)構(gòu)破壞后，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)力學(xué)性能及變化的大量數(shù)值模擬結(jié)果，初步分析了結(jié)構(gòu)破壞后結(jié)構(gòu)系統(tǒng)力學(xué)性能及變化的特征，為實現(xiàn)有效的結(jié)構(gòu)破壞識