基于振动输入功率流的叠层橡胶隔震支座损伤识别研究

基本信息
批准号:51908521
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:丁兰
学科分类:
依托单位:中国地质大学(武汉)
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
功率流损伤识别叠层橡胶隔震支座周期结构敏感性分析
结项摘要

The laminated rubber bearings have the damage characteristics when suffering from the long-term coupling effects of the unfavorable factors such as the loadings and the environment. If the early damage is not discovered in a timely manner and will continue to develop to a certain level, which may cause the failure of the whole structure. However, traditional mechanical models treat the laminated rubber bearings as equivalent continuous columns or a series of springs, which are difficult to address the effects of the layer damage on the dynamic properties of the isolated system, and also can not identify the damage positions and degrees. Thus, the laminated rubber bearings, which are constructed from multiple layers of rubber reinforced with steel plates, will be considered as periodic structures in this project. The analytical mechanical models of the damaged laminated rubber bearings will be established based on the periodic structure theory. The interference mechanism will be explored, by using the theory of wave localization, to reveal the influence of the damage on the wave propagation in the damaged laminated rubber bearings. The approach of damage identification in laminated rubber bearings will be proposed based on the sensitivity analysis of the vibrational input power flow. The results of the research can provide a theoretical basis and reference for the areas of nondestructive testing of the laminated rubber bearings.

在荷载、环境等不利因素长期耦合作用下,叠层橡胶隔震支座呈现出损伤特征,若其早期损伤未能及时发现而继续发展并积累到一定程度,可能会导致整个结构的突发性失效。然而传统叠层橡胶隔震支座力学模型假设其为均匀连续柱或一系列弹簧模型,难以模拟各层损伤对隔震系统动力特性的影响,同时也无法实现支座的损伤定位和损伤程度识别。鉴于此,本项目将叠层橡胶隔震支座视作由橡胶和钢板交替叠合而成的周期结构,构建基于周期结构理论的叠层橡胶隔震支座损伤状态参数化表征的力学特性分析模型,阐明基于局域化理论的周期系统损伤状态波动特性干扰机理,提出基于振动输入功率流敏感性的叠层橡胶隔震支座周期系统损伤识别方法。研究成果可为叠层橡胶隔震支座无损检测领域提供理论依据与参考。

项目摘要

在荷载、环境等不利因素长期耦合作用下,叠层橡胶隔震支座呈现出损伤特征,若其早期损伤未能及时发现而继续发展并积累到一定程度,可能会导致整个结构的突发性失效。然而传统叠层橡胶隔震支座力学模型假设其为均匀连续柱或一系列弹簧模型,难以模拟各层损伤对隔震系统动力特性的影响,同时也无法实现支座的损伤定位和损伤程度识别。为提高隔震建筑物的整体安全冗余度,开展叠层橡胶隔震支座的损伤识别研究具有重要的理论和工程应用价值。.项目将叠层橡胶隔震支座视作由橡胶和钢板交替叠合而成的周期结构,建立了基于周期结构理论的叠层橡胶隔震支座损伤状态参数化表征的力学特性分析模型,将周期结构原理和导纳方法有机结合起来研究了失谐叠层隔震橡胶支座的振动传递特性和地震响应,不仅使得计算过程得到大大简化,而且为计算基础隔震建筑结构自振频率提供了一个简单有用的方法;通过参数化分析指出了最不利裂缝位置以及单个裂缝和多个裂缝对叠层橡胶隔震支座动力特性和稳定性的影响;阐明基于局域化理论的周期系统损伤状态波动特性干扰机理,评价了失谐叠层橡胶隔震支座的隔震效率,指出了减小失谐单元中橡胶材料的弹性模量或增加橡胶层的厚度可以改善结构的隔震效率;提出基于振动输入功率流敏感性的叠层橡胶隔震支座周期系统损伤识别方法。.项目已实现将周期结构波动理论应用于损伤叠层橡胶隔震支座力学性能评估中,通过理论分析、数值模拟和振动台模型试验等研究方法提出了一种基于振动功率流的叠层橡胶隔震支座损伤识别方法,研究成果可为叠层橡胶隔震支座无损检测领域提供理论依据与参考。.发表(含已录用)基金资助的SCI检索论文2篇,EI检索论文4篇,中文核心论文2篇,申请国家发明专利1项,参加国内学术会议2次。独立培养研究生2名,联合培养研究生3名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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