基于ANSYS的单跨简支梁钢桥的谐响应分析摘要：本文简述了桥梁健康监测的目的和意义。为研究结构的桥梁健康监测的问题，首先，在ANSYS的有限元理论和实验室实验基础上，建立了应对实验室模型的有限元模型，用ANSYS软件进行模拟。通过向中跨中加瞬时激力，对不同的钢桥损伤模型做和谐响应分析，揭示了频率振幅图，从这些图可以发现“峰值”反应。我们可以识别不同的伤比较索引值和变化的速度。Abstract：Thepurposeandmeaningofbridgehealthmonitoringissketchedinthispaper.Inordertostudythebridgehealthmonitoringproblems，firstofall，afiniteelementmodelforsimplysupportedsteelbeamissetuponthebasisoftheFiniteElementTheoryandthesoftwareANSYSinresponsetolaboratoryexperient.ANSYSsoftwareisusedforsimulation.Throughaddinginstantaneousexcitationtothemid-span，HarmonyResponseanalysisaredonefordifferentsteelbridgedamagemodels，torevealthefrequencyamplitudediagrams，fromwhichwecanfindthe"peak"response.Wecanidentifythedifferentinjurybycomparingtheindexvalueandtherateofchange.关键词：健康监测；和谐响应分析；响应；识别损伤Keywords：healthmonitoring；harmonyresponseanalysis；response；damagelocation中图分类号：U441+.3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2017）17-0131-020引言桥梁是国家的生命线工程，是国家经济发展必要的基础设施，在生产和生活中占有非常重要的地位和作用。通过桥梁结构的健康监测，发现早期不安全隐患，采取桥梁修复措施，大大降低了桥梁养护和维修成本，避免最后因为频繁检修，必须关闭交通造成重大的经济损失。总之，桥梁健康监测利国利民，具有十分重要的意义。基于当前桥梁建设[1]，本文在?蛄航峁顾鹕耸侗鸱矫孀龇抡嫜芯俊?1建模和处理简支梁钢桥：576×48×5mm，材料是钢Q235，损伤的类型是截面削弱。使用ANSYS仿真建模，尺寸如图1所示。点1、2、3、4按照测试通道位置，分别从左端点75mm，235mm，360mm，504mm；选择中点F为加载点的；裂纹位置点W（参考：图1），距离左边点135mm。点1、2、3、4、F、W都位于模型表面的中线。该模型采用三维实体建模，参数设置如下：弹性模量：2.01e11pa，泊松比：0.3，质量密度：7800kg/m3。在裂缝的部分将网格加密。左节点的极限位移全自由度方向，右端限制UY方向上的位移。分别建立了三个不同损伤的仿真模型：第一个是无损梁，第二个有1mm宽、1mm深裂缝位于距离左端135mm处，第三个有3mm深的裂缝。创建的ANSYS模型图如图2、3。2ANSYS动态和谐响应分析谐波响应分析是一个稳态响应技术，用于确定线性结构在承受载荷变化的正弦波形。负载输入指定一个完整的谐波负载需要输入三个信息：振幅：2N；相位角：0；强制频率范围：4～60Hz。谐响应分析结果见图4～15。3结论由表1，我们可以看到随着损伤的增大，幅值变化程度随之加大。通过振幅变化可以看出最大值在W位置裂缝处，说明可以识别损伤位置。另外，1位置距离损伤最近，与其他部位相比，振幅变化相对是最大的，符合实际损伤情况。由表2的变化率比值可以看出3毫米损伤梁是1毫米损伤梁幅值变化率5倍以上，我们可以判断损伤程度。说明该方法可以判断损伤位置和损伤程度。参考文献：[1]胡广书.数字信号处理-理论、算法与实现[M].北京：清华大学出版社，1997.[2]刘昌领，陈建义，李清平，仇晨，罗晓兰.基于ANSYS的六缸压缩机曲轴模态分析及谐响应分析[J].流体机械，2012（08）.[3]刘昌领，罗晓兰.基于ANSYS的六缸压缩机连杆模态分析及谐响应分析[J].机械设计与制造，2013（03）.