[發(fā)明專利]基于應(yīng)變監(jiān)測的索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810020851.7
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101334275A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓玉林
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01M19/00;G06F17/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 葉連生

1.一種基于應(yīng)變監(jiān)測的索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測方法，其特征在于所述方法包括：

a.確定索的編號規(guī)則，按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的索編號，該編號在后續(xù)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(jié)構(gòu)應(yīng)變的所有指定點，并給所有指定點編號；確定被測量點的被測量的應(yīng)變方向并編號；這些應(yīng)變方向編號在后續(xù)步驟中同樣將用于生成向量和矩陣；被測量點的數(shù)量不得小于索的數(shù)量；所有被測量點的所有指定應(yīng)變方向的數(shù)量之和不得小于索的數(shù)量；

c.在索結(jié)構(gòu)無損傷條件或認(rèn)為無損傷條件下，直接測量計算得到索結(jié)構(gòu)的所有指定點的初始應(yīng)變，組成初始應(yīng)變向量ε₀；

d.在索結(jié)構(gòu)無損傷條件或認(rèn)為無損傷條件下，在實測得到初始應(yīng)變向量的同時，實測得到索結(jié)構(gòu)的所有索的初始索力數(shù)據(jù)和索結(jié)構(gòu)的初始幾何數(shù)據(jù)；

e.根據(jù)索結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖、竣工圖和索結(jié)構(gòu)的實測數(shù)據(jù)，建立索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算基準(zhǔn)模型，索結(jié)構(gòu)的實測數(shù)據(jù)至少包括索結(jié)構(gòu)的所有索的初始索力數(shù)據(jù)和初始幾何數(shù)據(jù)；

f.在力學(xué)計算基準(zhǔn)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計算，通過計算獲得單位損傷應(yīng)變變化矩陣Δε；

g.實測得到索結(jié)構(gòu)的所有指定點的當(dāng)前實測應(yīng)變，組成當(dāng)前應(yīng)變向量ε；

h.定義索系統(tǒng)當(dāng)前損傷向量d，當(dāng)前損傷向量的元素個數(shù)等于索的數(shù)量，當(dāng)前損傷向量的元素和索之間是一一對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)前損傷向量的元素數(shù)值代表對應(yīng)索的損傷程度或健康狀態(tài)；

i.依據(jù)當(dāng)前應(yīng)變向量ε同初始應(yīng)變向量ε_o、單位損傷應(yīng)變變化矩陣Δε、單位損傷標(biāo)量D_u和待求的索系統(tǒng)當(dāng)前損傷向量d間存在的近似線性關(guān)系，該近似線性關(guān)系可表達(dá)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(dāng)前損傷向量d；

ϵ=ϵo+1DuΔϵ·d]]>式1

j.由于當(dāng)前損傷向量的元素數(shù)值代表對應(yīng)索的損傷程度，所以根據(jù)當(dāng)前損傷向量就能確定有哪些索受損及其損傷程度，即實現(xiàn)了索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測；若當(dāng)前索損傷向量的某一元素的數(shù)值為0，表示該元素所對應(yīng)的索是完好的，沒有損傷的；若其數(shù)值為100％，則表示該元素所對應(yīng)的索已經(jīng)完全喪失承載能力；若其數(shù)值介于0和100％之間，則表示該索喪失了相應(yīng)比例的承載能力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于應(yīng)變監(jiān)測的索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測方法，其特征在于在步驟f中，獲得單位損傷應(yīng)變變化矩陣的具體方法為：

f1.在力學(xué)計算基準(zhǔn)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計算，計算次數(shù)數(shù)值上等于所有索的數(shù)量，有N根索就有N次計算，每一次計算假設(shè)索系統(tǒng)中只有一根索有單位損傷，每一次計算中出現(xiàn)損傷的索不同于其它次計算中出現(xiàn)損傷的索，每一次計算得到索結(jié)構(gòu)中所有指定點的所有當(dāng)前應(yīng)變分量，每一次計算得到的所有當(dāng)前應(yīng)變組成一個計算當(dāng)前應(yīng)變向量；

f2.每一次計算得到的那個計算當(dāng)前應(yīng)變向量減去初始應(yīng)變向量得到一個應(yīng)變變化向量；有N根索就有N個應(yīng)變變化向量；

f3.由這N個應(yīng)變變化向量依次組成有N列的單位損傷應(yīng)變變化矩陣；或者說單位損傷應(yīng)變變化矩陣的每一列對應(yīng)于一個應(yīng)變變化向量。