[發明專利]一種基于虛擬派生結構的損傷識別方法

有效

• 申請號: 201210561081.3
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN102998367A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 楊秋偉;楊麗君;李翠紅
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/12
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所 33220
• 代理人: 鄭宏幟

1.一種基于虛擬派生結構的損傷識別方法，其特征在于：包括以下步驟：首先，由有限元軟件建立待測結構（又稱為源結構）未損傷狀態下的有限元模型；其次，由模態測試系統測量獲得源結構振動的前幾階模態（即特征頻率及相應的振型）數據，需要測量的模態階數根據結構的復雜程度、測量儀器的精度和測試現場條件來綜合考慮確定；然后，以源結構為基礎構造一系列的虛擬派生結構并計算出相應的特征頻率參數；最后，綜合源結構和所有虛擬派生結構的特征頻率，通過混合頻率靈敏度診斷程序，得出包括損傷位置及程度的源結構損傷識別結果；

所述模態測試系統包括一臺無線數據采集儀、多個無線傳感器和一套模態分析軟件，由模態測試系統測量獲得源結構振動的前幾階特征頻率及相應的振型數據；其中無線傳感器布置于待測結構中容易發生損傷的部位，無線傳感器的數量????????????????????????????????????????????????可按公式來確定，其中為有限元模型中單元的總數，為測量的特征頻率的個數。

2.如權利要求1所述的一種基于虛擬派生結構的損傷識別方法，其特征在于：所述前幾階模態數據，是指前4~10階之間模態數據。

3.如權利要求1或2所述的一種基于虛擬派生結構的損傷識別方法，其特征在于：所述虛擬派生結構可以通過在源結構上虛擬布置質量或剛度的辦法獲得，虛擬質量或剛度的布置位置為無線傳感器所在的位置，可以單獨布置也可以組合布置，虛擬質量或剛度的大小一般取為源結構未損傷狀態下有限元模型中質量矩陣或剛度矩陣對應于傳感器位置處數值的10%~15%；采用不同的虛擬布置方案便可以獲得一系列的虛擬派生結構，所能構造的虛擬派生結構的總數和傳感器的數量之間的關系為；虛擬派生結構構造好以后，再采用一階頻率靈敏度公式來計算獲得虛擬派生結構的前幾階特征頻率參數。

4.如權利要求1或2所述的一種基于虛擬派生結構的損傷識別方法，其特征在于：所述混合靈敏度診斷程序，包括以下步驟：首先，根據源結構和虛擬派生結構未損傷狀態下的有限元模型，分別計算出未損傷狀態下源結構和虛擬派生結構的前階特征頻率以及相應的一階頻率靈敏度；然后將測量所得的源結構前階特征頻率和各虛擬派生結構的前階特征頻率綜合在一起，列出損傷前后頻率變化量的一階靈敏度方程，通過廣義逆技術求解出所有的未知損傷參數；最后通過直方圖等形式將計算所得的損傷參數輸出即可準確識別出源結構的損傷位置及程度。