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原文传递一种基于振型的结构损伤识别方法

专利名称：	一种基于振型的结构损伤识别方法
摘要：	本发明涉及结构损伤识别的技术领域，且公开了一种基于振型的结构损伤识别方法，为了保证结构的安全，需要及时诊断出这些损伤的位置，以便对结构使用的可靠性进行合理的评估，且该方法不需要知道结构损伤前即完整结构的参数信息，通过拟合的三次多项式p0+plxi+p2x2i+p3x3i与&i＝(p0+plxi+p2x2i+p3x3i‑Φi)2计算三次多项式与振型之间差值的平方，通过该固有频率和振型的计算，只需测取该模型的第一阶振型就可对结构损伤的位置，以及结构损伤的大小进行计算，物理意义明确，使用户使用更加的便捷，能够准确地确定结构的损伤位置并评估其损伤程度，具有一定的实际应用价值，并且使用户计算的更加简单，有效地提高了用户计算完成的时间，显著的提高了用户计算的精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	辽宁石油化工大学
发明人：	付春;刘娟;王昆;王文武;李佳;褚文斌;陆春光
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910411106.3
公开号：	CN110108805A
代理机构：	北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	汤东凤
分类号：	G01N29/44(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	113001 辽宁省抚顺市望花区丹东路西段1号
主权项：	1.一种基于振型的结构损伤识别方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)理论模型的拟取：拟取一根支梁，其结构无破损时的参数为：A＝30x30mm，L＝1.3m，P＝7860kg/m，E＝2.058×1011N/m，在模态分析中认为结构某一单元的损伤只引起单元刚度的下降而不引起单元质量的改变，用弹性模量值的降低来模拟实际结构中损伤单元的刚度下降。 (2)固有频率和振型的计算：将单元质量矩阵和单元刚度矩阵集成整体质量矩阵和整体刚度矩阵引入边界条件，对于两端简支梁而言，简支端的挠度和弯矩都为零，代入MatLab程序，求得该损伤梁的振型矩阵。 (3)振型结构的拟合：取该模型的第一阶振型，只考虑挠度方向自由度，从而得到一个新的振型，然后对这一振型进行拟合，之后用一个三次多项式来拟合这一列振型值。 (4)改变损伤的位置：假设结构上单元的刚度下降25％，得到其损伤状况，诊断结果与假设是一致的。 (5)改变损伤的大小：假设单元刚度分别下降35％、45％，连同前面单元刚度下降25％的情形，得到3种损伤状况。 (6)判断噪声对诊断的影响：假设单元刚度下降25％，添加5％的随机噪声，经计算得到结果，加入5％的正态分布随机噪声后，其诊断的结果没有发生改变。 2.根据权利要求1所述的一种基于振型的结构损伤识别方法，其特征在于：所述支梁分为13个单元，14个节点，采用有限元方法测出单元质量矩阵和单元刚度矩阵。 3.根据权利要求1所述的一种基于振型的结构损伤识别方法，其特征在于：所述用于拟合的三次多项式的公式为p0+plxi+p2x2i+p3x3i，其中系数p0，pl，p2，p3使用振型Φ的元素Φ1-2,Φi-1,Φi+1,Φi+2进行拟合来得到。 4.根据权利要求1所述的一种基于振型的结构损伤识别方法，其特征在于：所述其他单元为例，也假设结构上单元刚度下降25％，得到其损伤状况，诊断结果与假设都是一致的。 5.根据权利要求1所述的一种基于振型的结构损伤识别方法，其特征在于：所述3种损伤情况分别为刚度下降45％、35％与25％。
所属类别：	发明专利