【技术实现步骤摘要】
基于应变模态的承力结构件损伤识别方法及系统
[0001]本专利技术涉及承力结构件损伤识别
，特别是涉及基于应变模态的承力结构件损伤识别方法及系统。
技术介绍
[0002]本部分的陈述仅仅是提到了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]船舶，桥梁，高速列车等关键承力结构件的监测技术主要有超声，光纤，声发射等，根据结构，材料的不同，使用一种或多种监测技术对结构件进行损伤监测。其中对结构进行损伤识别有基于模型的方法和基于响应信号的方法。基于模型的方法利用传感器技术获取结构振动信号来确定结构系统物理性质的未知动态参数(如结构频率、模态振型、阻尼和曲率等)。基于响应信号的损伤识别方法利用小波变换、神经网络和遗传算法等进行数据分析，对结构振动响应直接提取能够表征结构状态的损伤指标和特征值。横梁作为高速列车底部主要的承力结构，通常受到来自吊挂设备以及车体和乘客的垂向载荷，轨道不平顺引起的振动冲击和车体运行中的侧风载荷等作用，横梁受力发生弯曲变形，在贯通孔附近产生应力集中，导致裂纹产生，严重影响到列车的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于应变模态的承力结构件损伤识别方法，其特征是，包括：构建待分析承力结构件的损伤前有限元模型和损伤后有限元模型；对待分析承力结构件进行多次模态测试，得到损伤后应变模态；对损伤前有限元模型进行模态分析求解，得到损伤前整体刚度矩阵、整体质量矩阵、损伤前应变模态和固有频率；对损伤后有限元模型进行求解，得到损伤后整体刚度矩阵；基于损伤前整体刚度矩阵和损伤前应变模态，得到损伤前模态应变能；基于损伤后整体刚度矩阵和损伤后应变模态，得到损伤后模态应变能；基于固有频率、整体质量矩阵、损伤前模态应变能、损伤后模态应变能和单元刚度折减系数，得到模态应变能灵敏度的损伤识别；对基于应变模态的模态应变能灵敏度结构损伤方程进行求解，得到损伤识别结果。2.如权利要求1所述的基于应变模态的承力结构件损伤识别方法，其特征是，构建待分析承力结构件的损伤前有限元模型和损伤后有限元模型；其中，以结构单元刚度的减小来模拟不同单元的若干种结构损伤情况。3.如权利要求1所述的基于应变模态的承力结构件损伤识别方法，其特征是，对待分析承力结构件进行多次模态测试，得到损伤后应变模态；具体包括：采用基于应变响应的自然激励技术，使用结构响应的互相关函数近似代替结构应变脉冲响应矩阵，对近似的应变脉冲响应矩阵使用基于应变响应的特征系统实现法，求得对应的应变模态参数。4.如权利要求1所述的基于应变模态的承力结构件损伤识别方法，其特征是，对待分析承力结构件进行多次模态测试，得到损伤后应变模态；具体包括：采集待分析承力结构件的响应数据；采用基于应变响应的自然激励技术，使用结构响应的互相关函数近似代替结构应变脉冲响应矩阵，得到近似脉冲响应矩阵；对近似的应变脉冲响应矩阵使用基于应变响应的特征系统实现法，构造Hankel矩阵；对Hankel矩阵，运用奇异值求解方式进行处理，得到系统的最小实现；求解特征值和特征向量，并基于特征值和特征向量确定模态参数。5.如权利要求1所述的基于应变模态的承力结构件损伤识别方法，其特征是，对损伤前有限元模型进行模态分析求解，得到损伤前整体刚度矩阵、整体质量矩阵、损伤前应变模态和固有频率；对损伤后有限元模型进行求解，得到损伤后整体刚度矩阵；具体包括：对损伤前有限元模型进行求解，根据单元类型，提取损伤前整体坐标下的单元刚度矩阵和单元质量矩阵；对损伤后有限元模型进行求解，得到损伤后结构整体坐标下的单元刚度矩阵；将损伤前整体坐标下的单元刚度矩阵扩展成损伤前单元贡献矩阵，将单元刚度矩阵中的子块按其在损伤前整体刚度矩阵中的位置排列，空白处使用零子块填充；将损伤前单元贡献矩阵的对应列的子块相互叠加，得到损伤前整体刚度矩阵；采用与上述步骤同样的方式，得到得到整体质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，程洋洋，姜明顺，张法业，隋青美，贾磊，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。