[發(fā)明專利]一種基于GARCH-M模型的非線性結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010725020.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111832188B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭惠勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

1.一種基于GARCH-M模型的非線性結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據(jù)損傷發(fā)生后的多層結(jié)構(gòu)的每層結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)時(shí)間序列，為每層結(jié)構(gòu)建立相應(yīng)的待測(cè)層GARCH-M模型；根據(jù)未損基底層的加速度響應(yīng)時(shí)間序列，建立基底層GARCH-M模型，所述基底層是指用于多層結(jié)構(gòu)附著與固定的基礎(chǔ)；

提取基底層GARCH-M模型的ARCH項(xiàng)系數(shù)與GARCH項(xiàng)系數(shù)，在直角坐標(biāo)系中構(gòu)建基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)(a₀,b₀)；提取待測(cè)層GARCH-M模型的ARCH項(xiàng)系數(shù)與GARCH項(xiàng)系數(shù)，在基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)的同一直角坐標(biāo)系中構(gòu)建待測(cè)坐標(biāo)點(diǎn)(a_k,b_k)，k表示第k個(gè)待測(cè)層，k＝{1,2,...,n}，n表示多層結(jié)構(gòu)的總層數(shù)；待測(cè)坐標(biāo)點(diǎn)與基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)均是根據(jù)GARCH-M模型進(jìn)行構(gòu)建，將基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)與待測(cè)坐標(biāo)點(diǎn)均統(tǒng)稱為坐標(biāo)點(diǎn)(a,b)，計(jì)算通式如下：

其中，q表示GARCH-M模型的ARCH項(xiàng)的階數(shù)，α_i表示根據(jù)加速度響應(yīng)時(shí)間序列建立的GARCH-M模型的ARCH項(xiàng)中的第i項(xiàng)系數(shù)；

其中，p表示GARCH-M模型的GARCH項(xiàng)的階數(shù)，θ_j表示根據(jù)加速響應(yīng)時(shí)間序列建立的GARCH-M模型的GARCH項(xiàng)中的第j項(xiàng)系數(shù)；

根據(jù)待測(cè)坐標(biāo)點(diǎn)與基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算待測(cè)層與基底層的維度距離：

D_w,k＝max(|a_k-a₀|,|b_k-b₀|)；

其中，D_w,k表示第k個(gè)待測(cè)層與基底層的維度距離；

根據(jù)維度距離與GARCH-M模型的條件方差序列的標(biāo)準(zhǔn)差，構(gòu)建自由度損傷指標(biāo)：

D_k＝c_k×std_k；

其中，D_k表示第k個(gè)待測(cè)層的自由度損傷指標(biāo)，c_k表示第k個(gè)待測(cè)層與基底層的維度距離D_w,k的歸一化值，std_k表示k個(gè)待測(cè)層的GARCH-M模型的條件方差序列的標(biāo)準(zhǔn)差；

根據(jù)自由度損傷指標(biāo)對(duì)多層結(jié)構(gòu)的非線性結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行識(shí)別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GARCH-M模型的非線性結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，其特征在于，采用間接法對(duì)多層結(jié)構(gòu)的非線性結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行識(shí)別：

對(duì)自由度損傷指標(biāo)進(jìn)行歸一化，得到歸一化自由度損傷指標(biāo)：

其中，HDI_k表示第k個(gè)待測(cè)層的歸一化自由度損傷指標(biāo)；

若第k-1個(gè)待測(cè)層的歸一化自由度損傷指標(biāo)HDI_k-1與第k個(gè)待測(cè)層的歸一化自由度損傷指標(biāo)HDI_k，大于多層結(jié)構(gòu)中其余待測(cè)層的歸一化自由度損傷指標(biāo)，那么則判斷第k個(gè)待測(cè)層發(fā)生非線性結(jié)構(gòu)損傷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于GARCH-M模型的非線性結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，其特征在于：采用柱狀圖對(duì)多層結(jié)構(gòu)的歸一化自由度損傷指標(biāo)進(jìn)行展示：橫坐標(biāo)表示層結(jié)構(gòu)編號(hào)，縱坐標(biāo)表示歸一化自由度損傷指標(biāo)。

4.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GARCH-M模型的非線性結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，其特征在于，采用直接法對(duì)多層結(jié)構(gòu)的非線性結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行識(shí)別：

根據(jù)自由度損傷指標(biāo)，構(gòu)建混合剛度指標(biāo)：

其中，SD_k表示第k個(gè)待測(cè)層的混合剛度指標(biāo)；當(dāng)k＝1時(shí)，D_k-1＝0；

若第k個(gè)待測(cè)層的混合剛度指標(biāo)SD_k大于多層結(jié)構(gòu)中其余待測(cè)層的混合剛度指標(biāo)，則直接判斷第k個(gè)待測(cè)層發(fā)生非新型結(jié)構(gòu)損傷。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于GARCH-M模型的非線性結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，其特征在于：采用柱狀圖對(duì)多層結(jié)構(gòu)的混合剛度指標(biāo)進(jìn)行展示：橫坐標(biāo)表示層結(jié)構(gòu)編號(hào)，縱坐標(biāo)表示混合剛度指標(biāo)。