随着我国水利工程的高速发展,已建成多座齿爬式升船机,建造的位置多位于地震带,不可避免地会遭受不同烈度的地震冲击,齿爬式升船机中的承船厢及横/纵导向系统作为地震波传递过程中必经的结构,其损坏情况必然会对升船机震后的运行存在安全隐患,所以提出以应力损伤比差作为损伤指标的齿爬式升船机承船厢及横/纵导向系统地震损伤评价方法以及研究损伤识别模型,对震后的检修、维护工作具有一定的参考价值。本文开展的主要工作及研究内容如下:(1)运用ANSYS建立了向家坝升船机承船厢、水体及横/纵导向系统的有限元模型,模型中包含了承船厢主体结构(驱动横梁、安全横梁、主纵梁、侧翼平台、盛水舱)、水体、横导向系统结构(安装平台、液压杆、导向架、弹簧、夹紧板)和纵导向系统结构(纵导支座、弹簧座、弹簧、夹紧块),合理使用约束及耦合,较为真实地模拟了在地震下承船厢及横/纵导向系统的工作状况、结构间的力学传递特性,对于其他次要非关键设备,将以载荷形式施加在承船厢的相应位置。(2)仿真分析了无地震、七度、八度、九度地震下承船厢及横/纵导向系统的应力、损伤以及应力损伤比差(SDRD)的计算,确定了承船厢及横/纵导向系统地震损伤评价方法。结论如下:在无地震下,结构无损伤;在七度地震下,虽然纵导向系统的最大应力达到了515.46MPa,SDRD为1.3,9.8%的结构出现轻微损伤,但是承船厢仅出现局部裂纹,整体依然安全可靠;在八度、九度地震下,横/纵导向系统中分别有34.23%和38.89%的结构出现严重损伤,最大应力达到了841.13MPa,SDRD达到了2.2,承船厢的主纵梁发生断裂,底铺板裂开,无法正常运行并造成严重事故。(3)以横导向系统为损伤识别研究对象,以1阶固有频率变化率、应力、位移作为输入特征参数,运用MATLAB搭建了由损伤结构分类器、损伤位置分类器、损伤程度分类器组成的结构损伤识别模型,对18种损伤状态下的横导向系统进行了模态分析和静力学分析,得到了1646组训练样本和100组测试样本,分别采用BP神经网络、支持向量机和贝叶斯算法,进行了结构损伤识别模型的训练与识别准确率测试。结论如下:基于BP神经网络算法的横导向系统结构损伤识别模型对损伤结构、损伤位置、损伤程度的识别准确率分别为93%、90%和91%,比基于支持向量机、贝叶斯算法的识别准确率分别平均提高了7%、13%,该模型能够有效准确地对横导向系统进行损伤识别。