[發明專利]一種板損傷快速檢測方法

有效

• 申請號: 201710013881.4
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106768763B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 向家偉;鐘永騰;周余慶;任燕;湯何勝
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 陳暉

本發明涉及一種板損傷快速檢測方法。首先獲得任意一階振型和前q階固有頻率；其次評估通透型損傷薄板結構是否有損傷、以及獲得損傷方位、損傷中心位置。獲得該結構存在單、多通透型損傷時固有頻率的估算公式；進而建立其前q階固有頻率與單、多損傷長度之間關系數據庫；定量檢測出通透型損傷薄板結構損傷長度。本發明一方面克服了目前通透型損傷薄板結構固有頻率計算復雜的問題，快速給出通透型損傷薄板結構固有頻率與單、多損傷長度關系數據庫，為基于模型的損傷板結構檢測帶來極大的方便；另一方面，提出的區間Daubechies小波分解某階振型方法，可提前評估有無損傷、以及損傷方位與損傷中心等難題，進一步加快檢測速度。

技術領域

本發明屬于結構損傷檢測技術領域，涉及一種板損傷快速檢測方法。

背景技術

板是組成各種結構的基本構件之一，本身又是工程中應用最廣的受彎結構，如梁橋路面、船舶的薄板構件、集裝箱、汽車或鐵路機車車廂、管道、各種機械裝備底板等承載件。正是因為板結構在工程中的常見性和典型性，其運行安全性成為日常維護中的重要工作內容。在當代工業生產中，由于復雜的工作環境和超強度的循環工作，板結構面臨著各種各樣的損傷故障，而損傷則是板結構經常產生的一種不可避免的物理缺陷，研究損傷檢測方法，找到一種通過對板結構模態分析的方法來判斷出是否存在損傷的有效而快速的方法，對提高結構系統整體運行安全性和可靠性，防止由于損傷積累而引起重大事故的發生有著重要的現實意義。

基于振動的結構健康檢測作為一種具有發展潛力的技術，國內外在機械和土木工程領域開展了大量基于振動特征、針梁、板、主軸、齒輪、軸承損傷故障的研究。然而，基于振動的方法一直停留在定性診斷和定性健康檢測階段，定量診斷誤判、漏判率高，診斷精度低。十分有必要研究結構損傷快速檢測方法，推動結構健康檢測逐步由“定性”走向“定量”，由“經驗”走向“科學”。

基于振動的結構健康檢測核心是基于振動的結構健康監測新理論中正、反問題。在正問題求解中如何快速求解損傷結構動力學模型；在反問題求解中，如何提高檢測結果可靠性一直是制約這一技術發展的瓶頸。尤其是對于通透型損傷薄板結構損傷，需要檢測出是否有損傷、以及評估損傷三個參數(方位、損傷中心位置、損傷長度)，現有基于振動的結構健康檢測方法非常容易引起漏檢和虛警。因此，若能提出一種方法，預先評估有無損傷、以及損傷方位與損傷中心，繼而進行通透型損傷薄板結構固有頻率簡便估算，將為基于振動的通透型損傷薄板結構檢測帶來極大的方便，有關這方面研究，目前尚無報道。

發明內容

為了克服以上的技術不足，本發明提供一種板損傷快速檢測方法。

本發明提供一種板損傷快速檢測方法，其特征在于：其步驟如下：

1)對具有n個通透型損傷薄板結構進行模態分析，獲得實際通透型損傷薄板結構任意一階振型和前q階固有頻率；

2)采用區間Daubechies小波分解方法對1)中獲得振型進行一層分解，根據三個細節信號中任意一個是否有峰值、峰值所處方位、峰值中心位置，分別評估該通透型損傷薄板結構是否有損傷、以及獲得損傷方位、損傷中心位置；

3)利用完好薄板結構的固有頻率和振型估算具有n個通透型損傷薄板結構存在單、多通透型損傷時的固有頻率估算公式；

4)利用3)中獲得的通透型損傷薄板結構的固有頻率估算公式，建立通透型損傷薄板結構前q階固有頻率與單、多損傷長度之間的關系數據庫

5)運用實際通透型損傷薄板結構前q階固有頻率作為輸入，利用支持向量機回歸方法求解4)中的關系數據庫，即獲得通透型損傷薄板結構n個損傷相對長度γ₁,γ₂,…,γ_n。

1)中，通過力錘逐點敲擊具有n個通透型損傷薄板結構內的網格節點，獲取激振力的同時，采用加速度傳感器獲取該薄板結構振動加速信號，通過頻率響應分析，獲得前q階固有頻率以及任意一階振型。