[發(fā)明專利]一種基于嶺估計和L曲線法的結(jié)構(gòu)損傷識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410147795.9
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103902834B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭惠勇
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司50212
• 代理人: 李海華

1.一種基于嶺估計和L曲線法的結(jié)構(gòu)損傷識別方法，其特征在于：步驟如下，

1）首先根據(jù)結(jié)構(gòu)模態(tài)應(yīng)變能的靈敏度建立基于模態(tài)應(yīng)變能靈敏度的結(jié)構(gòu)損傷方程；

2）然后根據(jù)Tikhonov正則化原理，確定采用嶺估計法求解結(jié)構(gòu)損傷方程時嶺估計的基本估計準則；

3）再利用L曲線法確定嶺估計的最優(yōu)嶺參數(shù)，基于最優(yōu)嶺參數(shù)計算出結(jié)構(gòu)損傷方程的基本解，該基本解即為結(jié)構(gòu)損傷估計值，從而識別結(jié)構(gòu)損傷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嶺估計和L曲線法的結(jié)構(gòu)損傷識別方法，其特征在于：在第3）步獲得結(jié)構(gòu)損傷方程的基本解后根據(jù)無損單元估計值的偏移量來確定修正的幅值，再結(jié)合嶺估計的范數(shù)特性，對損傷單元的損傷系數(shù)進行修正。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嶺估計和L曲線法的結(jié)構(gòu)損傷識別方法，其特征在于：第1）步建立基于模態(tài)應(yīng)變能靈敏度的結(jié)構(gòu)損傷方程具體過程如下，

第j個單元和第r階模態(tài)的模態(tài)應(yīng)變能

Erj=12ΦrTKjΦr---(1)]]>

式中，E_rj是模態(tài)應(yīng)變能；Φ_r為第r階質(zhì)量歸一化位移模態(tài)；K_j為第j個單元的剛度矩陣；則第j個單元和第r階模態(tài)的模態(tài)應(yīng)變能對任意設(shè)計參數(shù)p的敏感性為

∂Erj∂p=ΦrTKj0KU/D-1FpΦr+12ΦrT∂Kj∂pΦr---(2)]]>

其中，KU/D=K-λrM-MΦr-ΦrTM0]]>

Fp=-(∂K∂p-λr∂M∂p)12ΦrT∂M∂p]]>

式中，λ_r是第r階特征值；K和M是整體剛度矩陣和質(zhì)量矩陣；p為設(shè)計參數(shù)；

當結(jié)構(gòu)損傷時，其第j個單元損傷后的剛度矩陣

K_j^d=K_j-c_jK_j；??????????????(3)

式中，c_j為第j個單元的損傷系數(shù)，其取值范圍為(0≤c_j≤1)；由單元模態(tài)應(yīng)變能的靈敏度表達式可以推導(dǎo)出基于模態(tài)應(yīng)變能變化的損傷方程組

S△C=△R???????????????(4)

式中，S是系數(shù)矩陣；△R是殘余向量；△C是損傷系數(shù)向量；S矩陣的組成具體如下：

Sjir=ΦrTΛΦr,i≠jΦrTΛΦr+12ΦrTKjΦr-12ΦrdTKjΦrd,i=j---(5)]]>

ΔRjr=12ΦrTKjΦr-12ΦrdTKjΦrd---(6)]]>

其中，Λ=Kj0KU/D-1-Ki0;]]>為損傷后第r階位移模態(tài)；

式（4）即為基于模態(tài)應(yīng)變能靈敏度的結(jié)構(gòu)損傷方程。