基于振动的改进损伤定位和损伤程度识别方法

摘要

本发明公开了一种基于振动的改进损伤定位和损伤程度识别方法，一、在结构体无损伤时，通过布置在结构体上加速度传感器和数据采集系统将振动信号采集存储；二、在检测结构体有无损伤时，采用模态分析系统对采集数据进行结构体模态分析获取结构体检测时前阶的模态频率和模态振型，并将获取模态振型进行正则化；三、根据结构体损伤前、后前阶模态频率和正则化模态振型，计算每个结构单元的损伤定位指标，当则表示第个结构单元有损伤；四、评估结构单元的损伤程度指标。本发明优点在于避免了现有方法假设的不确定性，可有效避免小损伤工况下损伤位置的误判，提高了损伤程度识别结果，利于工程应用。

主权项

一种基于振动的改进损伤定位和损伤程度识别方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步、在结构体无损伤时，通过布置在结构体上加速度传感器和数据采集系统将振动信号采集存储，然后采用模态分析系统对采集数据进行结构体模态分析获取结构体无损时前阶的模态频率和模态振型，的自然数；当无法获取现检测结构体无损时模态频率和模态振型时，通过模型修正建立基准有限元模型获取结构体无损伤时前阶的模态频率和模态振型，并将获取模态振型进行正则化；第二步、在检测结构体有无损伤时，通过布置在结构体上加速度传感器和数据采集系统将振动信号采集存储，然后采用模态分析系统对采集数据进行结构体模态分析获取结构体检测时前阶的模态频率和模态振型，并将获取模态振型进行正则化；第三步、根据结构体损伤前、后前阶模态频率和正则化模态振型，采取下述方法计算每个结构单元的损伤定位指标，当则表示第个结构单元有损伤；的自然数；所述损伤定位指标如下：式中，为第个结构单元无损伤时的弹性模量，为第个结构单元有损伤时的弹性模量，，为结构体无损伤时的第阶正则化模态振型，为结构体有损伤时的第阶正则化模态振型，为第r个结构单元的与几何尺寸和泊松比有关的矩阵，为结构单元总数，为结构体无损伤时的第阶特征值和模态质量；分别为结构体第阶损伤前、后的模态特征值和模态质量的变化量，表示取前阶的模态频率和模态振型进行计算；第四步、评估结构单元的损伤程度指标；评估指标如下：其中为步骤三损伤单元的损伤定位指标值。