[發明專利]基于傾角影響線曲率的梁結構損傷識別方法

有效

• 申請號: 201910798847.1
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN110487574B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 唐盛華;成鵬;張學兵;秦付倩;楊文軒;張佳奇;劉宇翔
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01M5/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 陳偉

1.一種基于傾角影響線曲率的梁結構損傷識別方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)對損傷前后的梁結構各測點位置分別施加移動荷載，獲得梁結構損傷前后一個傾角測試位置的實測傾角影響線；

(2)對梁結構損傷前后的傾角影響線求曲率，通過傾角影響線曲率差進行損傷定位；

步驟(2)中，傾角影響線曲率θ″通過中心差分計算得到：

其中，下標i為測點號，θ″_i為測點i的傾角影響線曲率，ε為測點i-1到測點i的間距與測點i到測點i+1間距的平均值，θ_i為荷載作用于i測點時測試位置的傾角；

傾角影響線曲率差損傷定位指標DI為：

其中，θ″_iu、θ″_id分別為荷載作用于第i測點結構損傷前后的測試位置傾角影響線曲率，n為測點數目，1號測點布置于梁結構一端，n號測點布置于梁結構另一端，測點數目連續，從1到n依次增加，i大于等于2且小于等于n-1；

(3)通過梁結構損傷前后的傾角影響線曲率相對變化進行損傷程度定量；

步驟(3)中，結構損傷程度定量指標D_e的計算方法為：

D_e＝[0 D_e2…D_ei…D_e(n-1) 0]；

其中，D_ei為第i測點識別的結構損傷程度；

對結構中間單元，損傷程度計算方法為：

對結構的邊單元，若轉角有約束，則損傷程度為：

對結構的邊單元，若轉角無約束，當傾角測試位置為損傷邊單元的支點測點時，損傷單元的損傷程度仍為：

否則為：

(4)若梁結構為超靜定結構，則循環步驟(1)～(2)多次，得到損傷前后梁結構多個傾角測試位置的傾角影響線曲率，基于傾角影響線曲率絕對值差之和進行損傷定位，基于傾角影響線曲率絕對值之和的相對變化進行損傷程度定量；

步驟(4)中，選取m個傾角測試位置，則k測試位置結構損傷前后的傾角影響線曲率絕對值差δθ″_k為；

δθ″_k＝|θ″_dk|-|θ″_uk|＝[0 |θ″_2dk|-|θ″_2uk|…|θ″_idk|-|θ″_iuk|…|θ″_(n-1)dk|-|θ″_(n-1)uk|0]；

其中，θ″_uk、θ″_dk分別為k測試位置結構損傷前后的傾角影響線曲率，θ″_iuk、θ″_idk分別為荷載作用于第i測點k測試位置結構損傷前后的傾角影響線曲率，m為傾角測試位置的個數，m大于等于2，k大于等于1且小于等于m；

步驟(4)中，取m個傾角測試位置的傾角影響線曲率絕對值差求和得到超靜定結構損傷定位指標DI_a：

步驟(4)中，超靜定結構損傷程度定量指標D_ea的計算方法為：

D_ea＝[0 D_ea2…D_eai…D_ea(n-1) 0]；

其中，D_eai為超靜定梁結構第i測點識別的結構損傷程度；

對結構中間單元，損傷程度計算方法為：

對結構邊單元，若轉角有約束，則損傷程度為：

對結構的邊單元，若轉角無約束，當傾角測試位置為損傷邊單元的支點測點時，損傷單元的損傷程度仍為：

否則為：

2.根據權利要求1所述的基于傾角影響線曲率的梁結構損傷識別方法，其特征在于：步驟(4)中，當傾角測試位置處于某損傷單元的測點上時，取相鄰測點的損傷程度值。

3.根據權利要求1所述的基于傾角影響線曲率的梁結構損傷識別方法，其特征在于：步驟(1)、(4)中，結構損傷前后傾角影響線測試的測點位置布置相同，影響線測點每跨不少于6個。