[發明專利]基于位移影響線曲率差分的等截面梁結構損傷識別方法

有效

• 申請號: 202010573645.X
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111707428B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 唐盛華;張佳奇;秦付倩;成鵬;劉宇翔;楊文軒
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G06F30/13;G06F119/14
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1.一種基于位移影響線曲率差分的等截面梁結構損傷識別方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在梁結構各跨跨內設置測點，對梁結構施加移動荷載，獲得各測點的位移影響線；

(2)對梁結構位移影響線求曲率并進一步求差分，通過位移影響線曲率差分曲線的突變進行損傷定位；

位移影響線曲率w″通過中心差分計算得到：

其中，下標i為移動荷載加載在節點上的節點號，w_i″為移動荷載作用于i節點位置的位移影響線曲率，ε為節點i-1到節點i的間距與節點i到節點i+1間距值的平均值，w_i為移動荷載作用于i節點時的位移值；

位移影響線曲率差分損傷定位指標D為：

式中，w″_i為移動荷載作用于第i節點位置的位移影響線曲率，n為節點數目，1號節點位于梁結構一端，n號節點位于梁結構另一端，節點數目連續，從1到n依次增加；

(3)通過梁結構損傷定位并用損傷跨的測點位移影響線曲率差分變化，進行損傷程度定量；

根據位移影響線曲率差分變化對損傷程度進行定量，損傷程度計算方法分為下列三種類型：

對結構的左側邊單元損傷，損傷程度計算方法為：

右側邊單元受損時可將位移影響線值逆序后按左側邊單元損傷計算；

對結構中間單元損傷，損傷程度計算方法為：

對結構的中間支座或測點兩側單元損傷，左側單元損傷程度計算方法為：

右側單元損傷時，只需要將上式D_f和D_j互換；

其中，下標i、i+1分別表示損傷單元左節點和右節點的節點號，f表示損傷單元左側未損傷單元的節點號，fi，j表示損傷單元右側未損傷單元的節點號，ji+2；D_e為損傷程度、D₃為3節點的位移影響線曲率差分值、D_i+1為損傷單元右節點的位移影響線曲率差分值、D_f代表i節點左側未損傷單元處節點的位移影響線曲率差分值，D_j代表i+2節點右側未損傷單元處節點的位移影響線曲率差分值，同一跨支座到測點之間未損傷單元的位移影響線曲率差分值相同，即D_f＝D_j。

2.根據權利要求1所述的基于位移影響線曲率差分的等截面梁結構損傷識別方法，其特征在于：步驟(1)中，在實際過程中，為了減少移動荷載的加載次數和相應位移影響線數據的數量，可使移動荷載按等間距加載，并通過依次記錄各測點的位移值，得到數據較少的位移影響線。

3.根據權利要求1所述的基于位移影響線曲率差分的等截面梁結構損傷識別方法，其特征在于：步驟(3)中，根據損傷定位指標，可以判斷損傷所在的位置；對于離損傷位置較遠測點的位移影響線曲率差分指標會對損傷處不敏感，所以選擇損傷跨的測點位移影響線曲率差分可提高損傷定量的精確性。

4.根據權利要求1所述的基于位移影響線曲率差分的等截面梁結構損傷識別方法，其特征在于：步驟(1)、(3)中，移動荷載在梁上等間距加載時，要使每一跨測點到支座之間的節點數目不小于7個，包含支座和測點處的兩個節點。