[發明專利]基于概率不確定性的殘余力向量損傷識別方法

有效

• 申請號: 201911182955.2
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN111062157B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 石慶賀;胡可軍;韓文欽;楊亮
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 顧翰林

1.一種基于概率不確定性的殘余力向量損傷識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

測量待識別結構局部測點的模態信息；

構建所述模態信息和所述待識別結構的結構損傷參數之間的函數方程；

利用概率不確定性定量化技術得到所述模態信息的概率分布，其中，利用概率不確定性定量化技術量化所述模態信息中模態振型和模態頻率的概率分布；

根據所述模態信息的概率分布和所述函數方程得到所述結構損傷參數的概率分布求解公式；

根據所述結構損傷參數的概率分布求解公式分別得到所述待識別結構中損傷結構和未損傷結構的損傷參數概率分布；

根據所述損傷結構和未損傷結構的損傷參數概率分布得到所述待識別結構的損傷期望指標。

2.根據權利要求1所述的基于概率不確定性的殘余力向量損傷識別方法，其特征在于，構建所述模態信息和所述待識別結構的結構損傷參數之間的函數方程包括：

建立所述待識別結構的有限元模型并修正；

確定所述待識別結構進行結構損傷識別的模態階次，以獲得修正的所述有限元模型的位移模態矩陣；

根據所述位移模態矩陣構建所述模態信息和所述待識別結構的結構損失參數之間的函數方程。

3.根據權利要求2所述的基于概率不確定性的殘余力向量損傷識別方法，其特征在于，所述函數方程為：

其中，Δα為單元剛度折減系數向量，S^R為縮聚后的靈敏度矩陣，

“+”表示Moore-Penrose廣義逆矩陣，S^R+為縮聚后靈敏度矩陣的Moore-Penrose廣義逆矩陣，為縮聚后的殘余力向量。

4.根據權利要求3所述的基于概率不確定性的殘余力向量損傷識別方法，其特征在于，其中，利用泰勒級數展開法根據所述模態信息的概率分布和所述函數方程得到所述結構損傷參數的概率分布求解公式。

5.根據權利要求4所述的基于概率不確定性的殘余力向量損傷識別方法，其特征在于，所述結構損傷參數的概率分布包括期望和方差，其中，

所述結構損傷參數的期望求解公式為：

其中，(S^R(X^c))⁺為包含不確定性參數的縮聚后靈敏度矩陣的Moore-Penrose廣義逆矩陣，E(Δα)為所述結構損傷參數的期望，D(X_i)為所述模態振型和所述模態頻率的方差；

所述結構損傷參數的方差求解公式為：

其中，D(Δα_k)為所述結構損傷參數的方差，D(X_iX_j)為所述模態振型和所述模態頻率的協方差。

6.根據權利要求5所述的基于概率不確定性的殘余力向量損傷識別方法，其特征在于，其中，利用兩步模型修正法去除所述有限元模型的誤差，并分別計算所述待識別結構中未損傷結構和損傷結構的每個單元損傷參數的概率分布。

7.根據權利要求6所述的基于概率不確定性的殘余力向量損傷識別方法，其特征在于，根據所述損傷結構和未損傷結構的損傷參數概率分布建立所述待識別結構的損傷期望指標包括：

采用確定性的損傷指標來定義所述待識別結構的損傷程度；

采用損傷存在概率指標來定義所述待識別結構的損傷概率；

利用可靠性理論根據所述確定性的損傷指標與所述損傷概率建立所述待識別結構的損傷期望指標。

8.根據權利要求7所述的基于概率不確定性的殘余力向量損傷識別方法，其特征在于，其中，

所述確定性的損傷指標為

其中，α_di為所述損傷結構第i個單元的剛度系數，α_ui為所述未損傷結構第i個單元的剛度系數；

所述損傷存在概率指標為

其中，為一個隨機變量，用來描述損傷結構第i個單元的剛度系數，L_Ωi為的概率置信區間的下界，L_Ωi滿足為一個隨機變量，用來描述未損傷結構第i個單元的剛度系數；

所述損傷期望指標為

DE_i＝SRF_i×PrDE_i

其中，SRF_i為第i個單元的剛度折減因子。