[發明專利]基于分布式應變測量技術的閉環橋梁結構損傷診斷方法有效
| 申請號： | 201910922485.2 | 申請日： | 2019-09-27 |
| 公開（公告）號： | CN110702344B | 公開（公告）日： | 2020-05-12 |
| 發明（設計）人： | 劉洋;周正;孫杰;許庚;張紹逸 | 申請（專利權）人： | 濟南城建集團有限公司;哈爾濱工業大學 |
| 主分類號： | G01M5/00 | 分類號： | G01M5/00 |
| 代理公司： | 濟南泉城專利商標事務所 37218 | 代理人： | 張貴賓 |
| 地址： | 250000 山東省*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 分布式 應變 測量 技術 閉環 橋梁 結構 損傷 診斷 方法 | ||
1.基于分布式應變測量技術的閉環橋梁結構損傷診斷方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
步驟一：針對所研究的橋梁結構，建立健康狀態下的有限元模型，提取其初始剛度矩陣以及初始質量矩陣，同時對橋梁結構施加某一確定的非反饋激勵，采集振動信號，并根據響應對結構進行模型修正，得到修正剛度矩陣及修正質量矩陣；
步驟二：利用步驟一中得到的結構修正剛度矩陣及修正質量矩陣，使用閉環技術構建閉環系統，結合可觀測性及輸出能控性要求，求解得到反饋激勵及測點合適的數量及位置；
步驟三：根據步驟二中得到的反饋激勵及測點的數量及位置，結合閉環特征值損傷靈敏度計算方法以及閉環系統穩定性判別理論，選取合適的閉環極點；
步驟四：針對步驟三中得到的閉環極點，采用奇異值分解的方法實現極點配置，計算得到反饋增益；
步驟五：利用分布式布里淵光纖傳感技術采集具備高空間分辨率的結構關鍵點應變值，并通過虛擬共軛梁法得到對應測點位移及速度，結合步驟四得到的反饋增益計算得到反饋激勵，利用反饋激勵以及非反饋激勵對結構進行加載，完成基于閉環技術的加載，采集加載后的結構響應；
步驟六：根據步驟五中加載后采集得到的結構響應，計算閉環位移頻響函數，并從中提取閉環特征值構建橋梁結構損傷判別因子，將健康狀態以及待診斷狀態下的損傷判別因子進行比較，判定結構是否出現損傷。
2.根據權利要求1所述的基于分布式應變測量技術的閉環橋梁結構損傷診斷方法，其特征在于，步驟一所示的橋梁結構模型修正方法為：
步驟一一：根據健康狀態下的橋梁結構參數，建立結構初始的有限元模型，提取結構初始剛度矩陣Kchu以及初始質量矩陣Mchu；
步驟一二：對橋梁結構施加非反饋激勵w(t)，采集振動信號，并進行頻譜分析，提取結構健康狀態下前幾階自振頻率{ω1,ω2,ω3,…}；
步驟一三：以步驟一二中計算得到的自振頻率{ω1,ω2,ω3,…}作為修正目標，對所建立的有限元模型進行模型修正，使得修正目標滿足條件：
式中，Δω為自振頻率誤差，ωi為第i階實測自振頻率，為第i階有限元計算自振頻率，δ為誤差限值；
利用修正后的有限元模型，提取結構修正剛度矩陣Kxiu以及修正質量矩陣Mxiu。
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