[發(fā)明專(zhuān)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(kāi)（公告）號(hào): CN111950115A
• 公開(kāi)（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(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 顧翰林

本發(fā)明涉及不確定性結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法領(lǐng)域，特別涉及一種基于殘余力向量的區(qū)間損傷識(shí)別方法，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。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及不確定性結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法領(lǐng)域，特別涉及一種基于殘余力向量的區(qū)間損傷識(shí)別方法。

背景技術(shù)

殘余力向量方法是一種能夠利用模態(tài)信息的快捷的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，利用損傷前后的模態(tài)信息可以對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷情況進(jìn)行快速的識(shí)別。

在實(shí)際損傷識(shí)別的工程應(yīng)用中，實(shí)測(cè)的模態(tài)信息往往存在著誤差，這樣會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別結(jié)果造成不利的影響，利用概率方法和模糊方法可以對(duì)測(cè)量不確定性進(jìn)行量化表征，對(duì)損傷識(shí)別結(jié)果的不確定性進(jìn)行精細(xì)化描述。但是在貧信息、少數(shù)據(jù)的條件下無(wú)法得到模態(tài)測(cè)試信息精確的概率分布，因此得到的損傷識(shí)別結(jié)果缺乏客觀性。區(qū)間方法可以利用少量數(shù)據(jù)樣本即可得到不確定性的量化結(jié)果，可以作為概率方法的有效補(bǔ)充，對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別結(jié)果的不確定性進(jìn)行精細(xì)化的量化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種基于殘余力向量的區(qū)間損傷識(shí)別方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：一種基于殘余力向量的區(qū)間損傷識(shí)別方法，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(jiàn)，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(kāi)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(lái)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(lái)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?yè)p傷結(jié)構(gòu)第i個(gè)單元的剛度系數(shù)；