振型加权模态柔度的梁结构损伤识别方法技术

本发明专利技术公开了一种振型加权模态柔度的梁结构损伤识别方法，步骤如下：通过模态测试分别获得梁结构损伤前、后的频率和振型；由损伤前、后的频率和振型计算振型曲率符号函数加权损伤指标，进行结构损伤定位；根据损伤前、后振型曲率符号函数加权损伤指标的相对变化计算梁结构节点损伤程度，进而计算得到单元损伤程度。本发明专利技术能有效的对梁结构进行单损伤、多损伤工况的损伤定位，提出的静定结构和超静定结构下相应指标损伤程度的计算方法，能较精确的进行损伤程度识别，较好的克服了现有模态柔度曲率类指标不能进行损伤程度识别的不足，可应用于梁结构的无损检测与损伤程度评估。

Damage identification method of beam structure based on modal weighted modal flexibility

Step beam structure damage identification method, the invention discloses a vibration type weighted modal flexibility as follows: through the modal test respectively before and after the beam damage frequency and vibration mode curvature calculation; symbol function weighted by the damage index before and after the damage of the frequency and vibration type, structural damage location calculation; joint damage beam structure according to the relative changes before and after the damage mode curvature sign function weighted damage index, calculated the element damage. The invention can effectively carry out the single damage and multi damage condition of the damage location on the beam structure, the static calculation method of the corresponding indicators of damage structure and hyperstatic structure, can accurately identify the damage degree, overcomes the existing modal flexibility curvature index can not be lack of damage extent identification that can be applied to the structure nondestructive detection and damage assessment.

【技术实现步骤摘要】
振型加权模态柔度的梁结构损伤识别方法
本专利技术属于结构健康监测领域，具体涉及一种振型加权模态柔度的梁结构损伤识别方法。
技术介绍
桥梁结构大量地应用在高速公路、高速铁路等对国家经济发展具有重要作用的土木工程领域，是交通咽喉、国家经济发展的生命线工程，其健康状况日趋为民众所关注。目前，很多国家已在新建的重要桥梁结构上安装了健康监测系统，如香港青马大桥、苏通大桥、润杨长江公路大桥、日本明石海峡大桥等。如何对采集的大量数据进行分析，判断结构的状态是国内外的研究热点。结构损伤识别是桥梁结构健康监测系统的重要组成部分，损伤检测一般至少包括三个方面：(1)判断结构是否存在损伤；(2)结构可能的损伤位置；(3)结构的损伤程度。由于损伤引起结构刚度的下降，进而引起结构模态参数的改变，故可通过模态参数进行结构损伤识别，如频率法、振型曲率法、柔度曲率法等。通过频率变化能够判别结构是否发生损伤，但由于频率是结构的整体参数，故不能有效地进行损伤定位。振型与结构的位置信息有关，因而可以进行损伤定位，但存在对曲率模态节点处损伤不敏感和不能有效反应损伤程度的问题，由于振型曲率法没有用到频率信息，因而其效果一般没本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振型加权模态柔度的梁结构损伤识别方法，其特征在于包括如下步骤：(1)通过模态测试分别获得梁结构损伤前、后的频率和振型；(2)由损伤前、后的频率和振型计算振型曲率符号函数加权损伤指标，进行结构损伤定位；(3)根据损伤前、后振型曲率符号函数加权损伤指标的相对变化计算梁结构节点损伤程度，进而计算得到单元损伤程度。

【技术特征摘要】
1.一种振型加权模态柔度的梁结构损伤识别方法，其特征在于包括如下步骤：(1)通过模态测试分别获得梁结构损伤前、后的频率和振型；(2)由损伤前、后的频率和振型计算振型曲率符号函数加权损伤指标，进行结构损伤定位；(3)根据损伤前、后振型曲率符号函数加权损伤指标的相对变化计算梁结构节点损伤程度，进而计算得到单元损伤程度。2.根据权利要求1所述的振型加权模态柔度的梁结构损伤识别方法，其特征在于：步骤(1)中，梁结构损伤前、后模态测试各跨的测点数目不少于8个，并且损伤前、后测点位置布置相同。3.根据权利要求1所述的振型加权模态柔度的梁结构损伤识别方法，其特征在于：步骤(1)中，测试获得的模态阶数不少于3阶。4.根据权利要求1所述的振型加权模态柔度的梁结构损伤识别方法，其特征在于：步骤(1)中，模态测试采用可测激励的方法，直接测得关于质量矩阵归一化的振型，或者采用仅测量输出的方法并通过梁结构的有限元模型建立质量矩阵，将振型对质量矩阵归一化。5.根据权利要求4所述的振型加权模态柔度的梁结构损伤识别方法，其特征在于：步骤(2)中，梁结构振型曲率符号函数加权损伤定位指标MFCAD计算公式如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：唐盛华，周楠，张学兵，罗正东，李永亮，秦付倩，苏彬建，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43