[發明專利]基于振動傳遞率函數主成分置信度的結構損傷預警方法

無效

• 申請號: 201310502624.9
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103530275A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 刁延松;陳家寶;任紅;孫玉婷;曹亞東;華盼盼;徐東鋒
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14
• 代理公司: 青島聯信知識產權代理事務所 37227
• 代理人: 段秀瑛;王月玲

1.一種基于振動傳遞率函數主成分置信度的結構損傷預警方法，其特征在于，所述預警方法的具體步驟如下：

步驟1：獲取結構損傷前后部分測點的加速度響應信號，通過傅里葉變換計算振動傳遞率函數：

Tij(ω)=Ai(ω)Aj(ω)---(1)]]>

式中，A_i（ω），A_j（ω）為響應信號的傅里葉變換；

步驟2：將振動傳遞率函數的幅值作為分析信號，假設為平穩隨機過程，將第s個振動傳遞率函數T_ij（ω）分割成p段長度為n的樣本，組成n行p列的矩陣X_s，第s個振動傳遞率函數的相關矩陣R_s和主成分Z_s為：

Rs=1n-1XsTXs---(2)]]>

式中，Z_js表示第s個振動傳遞率函數的第j個主成分，j=0，l，…，p，s=1，2，…，N_s；為R_s的第j個特征向量，p為時域采樣點數，N_s為振動傳遞率函數的數量；

步驟3：通過對比不同狀態的主成分，參照模態置信準則，定義第s個振動傳遞率函數第j主成分置信度為：

ZXDjs=|Σi=1nzijsrzijst|2Σi=1nzijsrzijsrΣi=1nzijstzijst---(4)]]>

（j=0，l，…，p，s=1，2，…，N_s）

式中：z^r_ijs，z^t_ijs分別為Z^r_js，Z^t_js的第i個元素，上標r和t表示基準狀態和測試狀態；若基準狀態與測試狀態第s個振動傳遞率函數的第j主成分一致，則ZXD_js=1，反之ZXD_js<1；

步驟4：定義損傷預警指標如下：

DI=1NoptNsΣj=1NoptΣs=1NsZXDjs---(5)]]>

式中，N_opt為選定的主成分的數量；

定義結構健康狀態和損傷狀態的主成分置信度閾值為ε，若DI≤ε，則結構發生損傷，反之無損傷。