[發(fā)明專利]一種基于殘余力向量的區(qū)間損傷識(shí)別方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010563630.5
• 申請(qǐng)日: 2020-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN111950115A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石慶賀;楊亮;胡可軍;楊梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 顧翰林

1.一種基于殘余力向量的區(qū)間損傷識(shí)別方法，其特征在于：實(shí)現(xiàn)步驟如下：

步驟(1)：進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷對(duì)各個(gè)階次模態(tài)信息的靈敏度分析，挑選對(duì)結(jié)構(gòu)損傷的模態(tài)階次作為結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的基礎(chǔ)；

步驟(2)：建立結(jié)構(gòu)損傷因子(單元?jiǎng)偠认禂?shù))對(duì)殘余力向量之間的映射關(guān)系：

其中，Δα為單元損傷參數(shù)向量，為采用局部測(cè)點(diǎn)模態(tài)信息得到后的殘余力向量，S^R為單元損傷參數(shù)向量與殘余力向量之間的靈敏度矩陣；

步驟(3)：利用灰色數(shù)學(xué)理論對(duì)多組結(jié)構(gòu)模態(tài)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行定量化分析，得到模態(tài)振型和模態(tài)頻率的區(qū)間邊界，模態(tài)頻率和振型區(qū)間參數(shù)可以表示為：

其中“I”表示區(qū)間數(shù)或區(qū)間向量；“^-”，“_-”代表區(qū)間數(shù)的上界和下界；為了簡(jiǎn)化起見，模態(tài)頻率和振型的不確定性參數(shù)可以表示為向量：

其中i＝1,2,...,n，n為系統(tǒng)中存在的不確定參數(shù)的個(gè)數(shù)；

步驟(4)：采用二階泰勒展開對(duì)參數(shù)的上下界進(jìn)行估計(jì)：

步驟(5)：基于兩步模型修正方法分別對(duì)損傷結(jié)構(gòu)各個(gè)單元的損傷參數(shù)和未損傷單元的損傷參數(shù)進(jìn)行求解，得到兩種狀態(tài)下?lián)p傷參數(shù)的區(qū)間值，以未損傷狀態(tài)下的損傷參數(shù)為基準(zhǔn)值來衡量損傷狀態(tài)下的各個(gè)單元的損傷情況，從而消除初始建模時(shí)的誤差影響；

步驟(6)：定義結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)偠日蹨p系數(shù)來量化單元的損傷程度：

其中α_ui代表未損傷結(jié)構(gòu)第i個(gè)單元的剛度系數(shù)，α_di代表損傷結(jié)構(gòu)第i個(gè)單元的剛度系數(shù)；

步驟(7)：構(gòu)建非概率區(qū)間損傷指標(biāo)來描述結(jié)構(gòu)的損傷可能性；矩形由未損傷模型和損傷模型剛度區(qū)間上下界所圍成，利用失效平面α_di＝α_ui將其分離開來；陰影區(qū)域代表損傷區(qū)域，損傷指標(biāo)PoDE被定義為損傷區(qū)域的面積與總體區(qū)域的總面積的比率，即：

步驟(8)：構(gòu)建一種新的損傷聯(lián)合指標(biāo)，定義為SRF和PoDE的乘積，該指標(biāo)同時(shí)考慮了SRF和PoDE的影響；第_i個(gè)單元的DMI定義為：

DMI_i＝SRF_i×PoDE_i (7)。