[發明專利]基于空間坐標監測的索結構中索系統的健康監測方法

有效

• 申請號: 200810020850.2
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101334338A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 韓玉林
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00;G01B21/00;G06F17/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

1.一種基于空間坐標監測的索結構中索系統的健康監測方法，其特征在于所述方法包括：

a.確定索的編號規則，按此規則將索結構中所有的索編號，該編號在后續步驟中將用于生成向量和矩陣；

b.確定指定的被測量點，被測量點即表征結構形狀的所有指定點，并給所有指定點編號；確定被測量點的被測量的坐標方向，并編號；上述編號在后續步驟中同樣將用于生成向量和矩陣；測量點的數量不得小于索的數量；所有被測量的指定點的所有指定坐標方向的數量之和不得小于索的數量；

c.在索結構無損傷條件或可認為無損傷條件下，直接測量計算得到索結構的所有指定點的初始坐標，組成初始坐標向量C_o；

d.在索結構無損傷條件或可認為無損傷條件下，在實測得到初始坐標向量的同時，實測得到索結構的所有索的初始索力數據；

e.根據索結構的設計圖、竣工圖和索結構的實測數據，建立索結構的力學計算基準模型，索結構的實測數據至少包括結構的所有索的初始索力數據和初始坐標向量；

f.在力學計算基準模型的基礎上進行若干次力學計算，通過計算獲得單位損傷坐標變化矩陣ΔC；

g.實測得到索結構的所有指定點的當前實測坐標，組成當前坐標向量C；

h.定義索系統當前損傷向量d，當前損傷向量的元素個數等于索的數量，當前損傷向量的元素和索之間是一一對應關系，當前損傷向量的元素數值代表對應索的損傷程度或健康狀態；

i.依據當前坐標向量C同初始坐標向量C_o、單位損傷坐標變化矩陣ΔC、單位損傷標量D_u和待求的索系統當前損傷向量d間存在的近似線性關系，該近似線性關系可表達為式1，式1中除d外的其它量均為已知，求解式1就可以算出當前損傷向量d；

式1

j.由于當前損傷向量的元素數值代表對應索的損傷程度，所以根據當前損傷向量就能確定有哪些索受損及其損傷程度，即實現了索結構中索系統的健康監測；若當前索損傷向量的某一元素的數值為0，表示該元素所對應的索是完好的，沒有損傷的；若其數值為100％，則表示該元素所對應的索已經完全喪失承載能力；若其數值介于0和100％之間，則表示該索喪失了相應比例的承載能力。

2.根據權利要求1所述的基于空間坐標監測的索結構中索系統的健康監測方法，其特征在于在步驟f中，獲得單位損傷坐標變化矩陣的具體方法為：

f1.在力學計算基準模型的基礎上進行若干次力學計算，計算次數數值上等于所有索的數量，有N根索就有N次計算，每一次計算假設索系統中只有一根索有單位損傷，每一次計算中出現損傷的索不同于其它次計算中出現損傷的索，每一次計算得到索結構中所有指定點的所有當前坐標分量，每一次計算得到的所有當前坐標分量組成一個計算當前坐標向量；

f2.每一次計算得到的那個計算當前坐標向量減去初始坐標向量得到一個坐標變化向量；有N根索就有N個坐標變化向量；

f3.由這N個坐標變化向量依次組成有N列的單位損傷坐標變化矩陣；或者說單位損傷坐標變化矩陣的每一列對應于一個坐標變化向量。