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基于结构振动参数变化的损伤探测方法综述

振动与冲击 2004年第4期23卷 1-7,17页

作者：高维成刘伟邹经湘哈尔滨工业大学航天工程与力学系哈尔滨150001

综述了基于结构振动参数变化的损伤探测的方法 ,对现有的文献中的方法进行了分类和评述 ,重点介绍了当前急需的对复杂结构进行损伤探测的较为有效的方法 ,并对该领域在理论和实际应用中尚存在的问题进行了讨论 ,根据国内外最新的文献对... 详细信息

综述了基于结构振动参数变化的损伤探测的方法 ,对现有的文献中的方法进行了分类和评述 ,重点介绍了当前急需的对复杂结构进行损伤探测的较为有效的方法 ,并对该领域在理论和实际应用中尚存在的问题进行了讨论 ,根据国内外最新的文献对这一领域未来的发展方向和趋势进行了展望。

关键词：结构振动损伤探测复杂结构领域文献评述参数变化国内外未来

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剪切载荷下含椭圆形大开口层合板的试验研究

复合材料学报 2012年第6期29卷 243-248页

作者：高维成李小乐刘伟刘婷哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 上海商用飞机设计研究院上海200232

在面内纯剪切载荷作用下,采用试验与有限元模拟方法研究了结构中心设置椭圆形大开口的正方形复合材料层合板的应力/应变集中现象及屈曲、后屈曲行为,通过测试结果对试验件失效模式进行了评估。研究结果表明:层合板开口附近应力/应变集... 详细信息

在面内纯剪切载荷作用下,采用试验与有限元模拟方法研究了结构中心设置椭圆形大开口的正方形复合材料层合板的应力/应变集中现象及屈曲、后屈曲行为,通过测试结果对试验件失效模式进行了评估。研究结果表明:层合板开口附近应力/应变集中程度很高;大尺寸开口使结构稳定性显著降低,且开口层合板具有较好的后屈曲承载能力;由于弯曲产生高水平的层间应力,导致局部分层损伤并伴有基纤剪切破坏;随着横向挠度的增加,各应力集中区域的纤维发生拉伸断裂,导致整体结构瞬间发生脆性失效。有限元模拟结果与试验结果符合较好。

关键词：复合材料层合板大开口剪切试验屈曲失效模式

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网壳结构损伤识别的数值模拟及试验研究

工程力学 2006年第10期23卷 111-117页

作者：高维成刘伟哈尔滨工业大学航天科学与力学系哈尔滨150001

网壳结构工程事故频繁发生,对其进行损伤识别及健康监测已迫在眉睫。针对网壳结构特点,推导了剩余模态力理论和最小秩摄动理论的基本公式,研究二者在大型网壳结构损伤识别应用中的有效性。依据相似理论,设计制作单层短程线网壳结构模型... 详细信息

网壳结构工程事故频繁发生,对其进行损伤识别及健康监测已迫在眉睫。针对网壳结构特点,推导了剩余模态力理论和最小秩摄动理论的基本公式,研究二者在大型网壳结构损伤识别应用中的有效性。依据相似理论,设计制作单层短程线网壳结构模型,对其进行模态试验研究,获取了损伤识别所必需的实测结构模态参数。利用Guyan静态缩聚技术进行有限元模型缩聚,采用最小秩摄动理论进行有限元模型修正,对比研究了基于数值模拟数据和试验实测数据的损伤位置判定及程度评估的整个过程。结果表明,基于剩余模态力和最小秩摄动理论的两阶段损伤识别算法不仅可以识别结构单损伤位置和多损伤位置,还可以定量评估损伤程度,对网壳结构的健康诊断是可行的。

关键词：短程线网壳损伤识别剩余模态力最小秩摄动模态试验

大跨张弦桁架新型施工工艺的理论与现场实测的研究

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建筑结构学报 2004年第5期25卷 60-65,91页

作者：刘凯高维成刘宗仁哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150090

为了解决国际会展体育中心钢屋盖工程中张弦桁架结构张拉成型的施工问题,根据本工程的特点,采用了桁架在胎架上张拉至形成整体刚度后,用塔吊吊起在空中直接张拉即混合张拉的新型施工工艺;本文对桁架起拱值的确定进行了理论研究,并采用... 详细信息

为了解决国际会展体育中心钢屋盖工程中张弦桁架结构张拉成型的施工问题,根据本工程的特点,采用了桁架在胎架上张拉至形成整体刚度后,用塔吊吊起在空中直接张拉即混合张拉的新型施工工艺;本文对桁架起拱值的确定进行了理论研究,并采用非线性理论分析了不同的施工工况对索张力的影响,将理论研究结果与实验数据进行了对比分析;最后给出了本工程悬索张拉时张拉测量阶段的固定标记不能被移动、5级风力以下进行吊起张拉、桁架搁置需缓慢进行等注意事项和工艺流程,并得到了吊起后最终张拉起拱值由桁架跨中节点的初始高度、吊起张拉完毕后最终高度和吊起张拉完毕后起吊处最终高度确定而与施工过程无关等重要结论,可供类似工程施工时参考。

关键词：张拉张弦桁架结构起拱现场实测施工问题体育中心钢屋盖大跨施工工艺工程

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网壳结构损伤识别理论及仿真研究

哈尔滨工业大学学报 2006年第2期38卷 156-159页

作者：刘伟高维成哈尔滨工业大学航天科学与力学系黑龙江哈尔滨150001

针对网壳结构特点,引入敏感模态的概念,提出利用模态置信准则确定局部损伤所对应敏感模态的算法,推导了剩余模态力的表达式,利用敏感模态进行损伤位置识别.采用最小秩摄动理论定量评估结构的损伤程度,与Baruch方法及Berm an方法进行比... 详细信息

针对网壳结构特点,引入敏感模态的概念,提出利用模态置信准则确定局部损伤所对应敏感模态的算法,推导了剩余模态力的表达式,利用敏感模态进行损伤位置识别.采用最小秩摄动理论定量评估结构的损伤程度,与Baruch方法及Berm an方法进行比较分析.实际网壳工程的数值模拟结果表明,本文方法不仅可以识别单位置损伤还可以识别多位置损伤,不仅可以评估刚度变化还可以评估质量变化,对网壳结构的健康诊断是可行的.

关键词：网壳结构损伤识别敏感模态剩余模态力最小秩摄动

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多维ARX模型在高层建筑模态识别中的应用

哈尔滨工业大学学报 2003年第12期35卷 1422-1425页

作者：高维成李冀龙邹经湘哈尔滨工业大学航天学院

针对高层建筑模态识别具有激励难以实现、噪声影响大等特点,从状态空间理论出发,建立了多维ARX模型,运用极大似然法估计ARX模型参数,推得结构的模态参数。采用线性滤波器法对白噪声进行滤波,模拟脉动风的作用,分析了不同噪信比和不同模... 详细信息

针对高层建筑模态识别具有激励难以实现、噪声影响大等特点,从状态空间理论出发,建立了多维ARX模型,运用极大似然法估计ARX模型参数,推得结构的模态参数。采用线性滤波器法对白噪声进行滤波,模拟脉动风的作用,分析了不同噪信比和不同模型阶次对固有频率、阻尼比和振型的影响。结果表明,多维ARX模型适合于高层结构在线识别,特别适用干结构振型的识别,具有很强的抗噪声能力。

关键词：高层建筑模态识别极大似然法多维ARX模型线性滤波器法建筑结构

腹板开口对复合材料梁腹板剪切承载性能的影响

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北京航空航天大学学报 2022年第5期48卷 831-840页

作者：周睿高维成刘伟哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

针对平面编织复合材料梁腹板结构剪切载荷作用下的面内剪切屈曲失稳和后屈承载能力问题,采用实验与有限元方法进行了研究。结合实验所得应变分布规律与有限元分析所得失稳模态分析了梁腹板结构剪切失稳特点。后屈曲承载分析中引入了平... 详细信息

针对平面编织复合材料梁腹板结构剪切载荷作用下的面内剪切屈曲失稳和后屈承载能力问题,采用实验与有限元方法进行了研究。结合实验所得应变分布规律与有限元分析所得失稳模态分析了梁腹板结构剪切失稳特点。后屈曲承载分析中引入了平面织物复合材料Hashin失效准则,获得的结构主要失效模式包括纬向纤维压溃和经向纤维拉断,与实验结果符合良好。基于经实验结果验证的有限元模型进行了参数化研究,分析了腹板开口尺寸和开口形式对平面织物复合材料梁腹板剪切稳定性、承载能力和破坏模式的影响。研究结果可为复合材料结构设计和强度评估提供参考。

关键词：复合材料平面织物梁腹板屈曲和后屈曲剪切载荷开口影响

基于剩余模态力和模态应变能理论的网架结构损伤识别

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工程力学 2007年第5期24卷 93-100页

作者：高维成刘伟钱成哈尔滨工业大学航天科学与力学系哈尔滨150001

针对网架结构特点,引入敏感模态的概念,提出了一种识别敏感模态的算法;基于剩余模态力理论,利用敏感模态进行损伤位置识别,并建立了基于模态应变能理论的损伤程度评估算法,采用非负最小二乘法求解超静定方程组,实现定量评估损伤程度。... 详细信息

针对网架结构特点,引入敏感模态的概念,提出了一种识别敏感模态的算法;基于剩余模态力理论,利用敏感模态进行损伤位置识别,并建立了基于模态应变能理论的损伤程度评估算法,采用非负最小二乘法求解超静定方程组,实现定量评估损伤程度。以某实际结构为仿真对象,分析了上述算法在网架结构损伤识别中联合应用的可行性,同时将评估结果与基于最小秩摄动理论的损伤程度评估结果进行了比较研究,并考虑测试噪声影响。结果表明,二者联合工作效果较好,不仅可以识别结构单处损伤,还可以识别结构多处损伤,且损伤程度评估结果同基于最小秩摄动理论损伤程度评估结果比,更可信,将其应用于网架结构的健康诊断是可行的。

关键词：网架结构健康监测损伤识别剩余模态力模态应变能最小秩摄动

开孔补强对受剪复合材料工字型梁腹板稳定性的影响研究

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船舶力学 2018年第10期22卷 1241-1248页

作者：张健刘伟高维成哈尔滨工业大学航天科学与力学系哈尔滨150001

文章通过试验与数值仿真计算研究了开口与补强对复合材料工字型梁腹板稳定性的影响。含长圆形开口复合材料工字型梁腹板一端被固定在试验架上,另一自由端被施加竖向剪切载荷。运用有限元软件Nastran对两种不同类型的复合材料工字型梁腹... 详细信息

文章通过试验与数值仿真计算研究了开口与补强对复合材料工字型梁腹板稳定性的影响。含长圆形开口复合材料工字型梁腹板一端被固定在试验架上,另一自由端被施加竖向剪切载荷。运用有限元软件Nastran对两种不同类型的复合材料工字型梁腹板(带长圆形开口和带开口补强)进行仿真分析,利用线性屈曲计算得到屈曲荷载,通过非线性静力分析研究其后屈曲过程,并通过实验验证了数值模型和仿真计算结果。在非线性分析中对工字型梁载荷—挠度的响应进行了分析,并用"蔡吴失效准则"预测了工字型梁的首层破坏载荷。研究结果表明:工字型梁腹板的长圆形开口周边应力/应变集中现象显著,应变值为非开口区域的三倍以上;插层补强能有效地降低口边应力/应变集中程度,同时使其结构稳定性承载力提高88%,极限破坏载荷提高了46.3%。本研究可为指导含孔梁腹板结构优化设计及其在实际工程上的选型应用提供试前分析依据和参考思路。

关键词：复合材料工字型梁开口补强屈曲蔡吴失效准则破坏模式