[發(fā)明專利]一種基于車橋接觸響應(yīng)的曲線橋梁模態(tài)振型識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310363638.0
• 申請日: 2023-04-06
• 公開（公告）號: CN116481750A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊永斌;劉玉紅;徐昊;楊德乘
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01M5/00;G06F17/11;G06F17/14;G06F7/548
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種基于車橋接觸響應(yīng)的曲線橋梁模態(tài)振型識別方法，其特征在于，包括數(shù)據(jù)的采集與處理，移動(dòng)車-曲線橋接觸響應(yīng)的反算，構(gòu)造出曲線橋梁模態(tài)振型，通過識別模態(tài)振型從而可應(yīng)用于橋梁健康狀態(tài)評估。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下各步驟：

一、數(shù)據(jù)的采集與處理：

步驟1：將加速度傳感器S_vl、S_vr安裝于車體車軸上靠近左右車輪處，其中l(wèi)表示左輪，r表示右輪，加速度傳感器S_r安裝于車體車軸中心處，基于車橋耦合原理，曲線橋梁的豎向和徑向振動(dòng)響應(yīng)將傳遞給車輛，使得車體產(chǎn)生豎向、搖擺和側(cè)向振動(dòng)；

步驟2：測量車輛行駛過曲線橋梁，傳感器S_vl、S_vr采集到車體左右兩車輪處的豎向振動(dòng)響應(yīng)和傳感器S_r采集到車體的側(cè)向振動(dòng)響應(yīng)利用公式(26)計(jì)算車體的豎向和搖擺振動(dòng)響應(yīng)和

二、移動(dòng)車-曲線橋接觸響應(yīng)的反算：

步驟3：利用公式(25)對車體的豎向振動(dòng)響應(yīng)搖擺振動(dòng)響應(yīng)和側(cè)向振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行關(guān)于時(shí)間t的求導(dǎo)；

步驟4：將公式(25)對應(yīng)帶入公式(24)，求解G_vl、G_vr和G_r；

步驟5：利用公式(23)計(jì)算移動(dòng)車-曲線橋接觸加速度豎向和徑向響應(yīng)和并識別曲線橋梁豎向和徑向頻率；

三、曲線橋梁模態(tài)振型的構(gòu)造：

步驟6：為了識別振型，利用變分模態(tài)分解技術(shù)，從步驟5計(jì)算得到的移動(dòng)車-曲線橋接觸豎向和徑向加速度響應(yīng)即公式(23a、23b)中分離出單一的包含曲線橋梁豎向和徑向響應(yīng)的相關(guān)分量，為公式(27a、27b)所示；

步驟7：分別對含有曲線橋梁豎向響應(yīng)的移動(dòng)車-曲線橋接觸豎向加速度分量響應(yīng)即公式(27a)，和含有曲線橋梁徑向響應(yīng)的移動(dòng)車-曲線橋接觸徑向加速度分量響應(yīng)即公式(27b)，應(yīng)用連續(xù)小波變換，得到曲線橋梁豎向和徑向分量響應(yīng)的連續(xù)小波系數(shù)W_uv(a,b)和W_ur(a,b)，為公式(28a、28b)所示；

步驟8：對于一個(gè)固定的小波中心頻率a_bv,n＝ω₀/ω_bv,n和a_br,1＝ω₀/ω_br,1，連續(xù)小波系數(shù)|W_uv(a_bv,n,b)|和|W_ur(a_br,1,b)|分別達(dá)到區(qū)域最大值，為公式(29a、29b)所示，其中反映了曲線橋梁分量響應(yīng)對應(yīng)的振型；

步驟9：對連續(xù)小波系數(shù)W_uv(a,b)和W_ur(a,b)分別進(jìn)行再分配，得到同步擠壓小波變換系數(shù)T_uv(ω_l,b)和T_ur(ω_l,b)，為公式(30a、30b)所示，進(jìn)一步得到曲線橋梁在豎向和徑向兩個(gè)方向上的時(shí)頻圖；

步驟10：在時(shí)頻圖中提取與曲線橋梁分量響應(yīng)相關(guān)的脊線，并進(jìn)行歸一化處理，從而識別出豎向和徑向的曲線橋模態(tài)振型。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述公式(23)-(30)分別為：

4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括步驟：

四、應(yīng)用：

通過識別構(gòu)造曲線橋梁模態(tài)振型以評估橋梁健康狀態(tài)。