[發明專利]基于振動響應相似度分析的損傷識別方法和系統

有效

• 申請號: 201910017086.1
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109828033B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 馮彥軍;丁丕滿;陳曉杰;邵益凱;周春華;趙海斌;龐亞飛;周徐斌
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種基于振動響應相似度分析的損傷識別方法，其特征在于，包括：

數據獲取步驟：通過測試分別獲得結構損傷前、后的振動響應時域數據，并通過拉式變換得到其頻率響應數據；

全頻段相似度分析步驟：根據損傷前、后結構的頻率響應數據，進行全頻段相似度分析，得到結構上所有部位的全頻段相似度和對應的閾值，全頻段相似度小于自身閾值則為響應異常，對應結構的響應異常部位；

分頻段相似度分析步驟：對響應異常部位的頻率響應數據進行分頻段相似度分析，得到分頻段相似度和對應的閾值，分頻段相似度小于自身閾值的頻段為響應異常頻段；

評估步驟：結合響應異常部位和異常頻段評估結構損傷程度；

所述全頻段相似度分析步驟中，閾值的計算是在對結構的損傷評估基礎上，基于選定的相似度方法進行導出或約定，依據如下公式：

式中，s_Eucld(X,Y)、s_Jaccard(X,Y)、s_Esim(X,Y)分別表示Eucld相似度、Jaccard相似度、Esim相似度，X＝(x₁ x₂…x_n)、Y＝(y₁ y₂…y_n)分別表示結構上損傷前、后的測點的頻率響應數據，C_L表示相似度閾值；α為結構允許損傷程度下的響應幅值變化率；ω_i為比重因子；

所述分頻段相似度分析步驟中，對響應異常部位的頻率響應數據進行分頻段相似度分析，采用移動平均的方式，求各分頻段頻率響應數據的分頻段相似度和閾值，依據所述全頻段相似度分析步驟中公式，以頻率為橫軸，相似度為縱軸，繪制成分頻段相似度和閾值曲線；

所述評估步驟中，將計算得到的全頻段相似度和對應的閾值，以及分頻段相似度和對應的閾值轉化得到損傷程度指標D用來衡量損傷程度，依據公式如下：

其中，s_i和C_iL分別表示測點i的相似度和對應的閾值，n為結構上所有的測點數。

2.根據權利要求1所述的基于振動響應相似度分析的損傷識別方法，其特征在于，獲取結構損傷前、后的振動響應時域數據時，測點的數目和位置能代表結構的空間幾何形狀特征，至少能表征出結構前3階模態振型。

3.根據權利要求1所述的基于振動響應相似度分析的損傷識別方法，其特征在于，所述數據獲取步驟中，通過測試分別獲得結構損傷前、后的振動響應時域數據時的兩次測試條件相同。

4.根據權利要求1所述的基于振動響應相似度分析的損傷識別方法，其特征在于，所述數據獲取步驟中，結構損傷前、后的振動響應時域數據的采樣頻率滿足采樣定理。

5.根據權利要求1所述的基于振動響應相似度分析的損傷識別方法，其特征在于，所述分頻段相似度分析將全頻段分成若干個子頻段，子頻段長度為全頻段長度的0.01倍。