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原文传递基于振动响应相似度分析的损伤识别方法和系统

专利名称：	基于振动响应相似度分析的损伤识别方法和系统
摘要：	本发明提供了一种基于振动响应相似度分析的损伤识别方法和系统，包括：通过测试分别获得结构损伤前、后的振动响应时域数据，并通过拉式变换得到其频率响应数据；根据损伤前、后结构的频率响应数据，进行全频段相似度分析，得到结构上所有部位的全频段相似度和对应的阈值，全频段相似度小于自身阈值则为响应异常，对应结构的响应异常部位；对响应异常部位的频率响应数据进行分频段相似度分析，得到分频段相似度和对应的阈值，分频段相似度小于自身阈值的频段为响应异常频段；结合响应异常部位和异常频段评估结构损伤程度。本发明能有效的对不同形式和不同材料的结构进行单损伤、多损伤工况的识别。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海卫星工程研究所
发明人：	冯彦军;丁丕满;陈晓杰;邵益凯;周春华;赵海斌;庞亚飞;周徐斌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910017086.1
公开号：	CN109828033A
代理机构：	上海段和段律师事务所
代理人：	李佳俊;郭国中
分类号：	G01N29/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	200240 上海市闵行区华宁路251号
主权项：	1.一种基于振动响应相似度分析的损伤识别方法，其特征在于，包括：数据获取步骤：通过测试分别获得结构损伤前、后的振动响应时域数据，并通过拉式变换得到其频率响应数据；全频段相似度分析步骤：根据损伤前、后结构的频率响应数据，进行全频段相似度分析，得到结构上所有部位的全频段相似度和对应的阈值，全频段相似度小于自身阈值则为响应异常，对应结构的响应异常部位；分频段相似度分析步骤：对响应异常部位的频率响应数据进行分频段相似度分析，得到分频段相似度和对应的阈值，分频段相似度小于自身阈值的频段为响应异常频段；评估步骤：结合响应异常部位和异常频段评估结构损伤程度。 2.根据权利要求1所述的基于振动响应相似度分析的损伤识别方法，其特征在于，获取结构损伤前、后的振动响应时域数据时，测点的数目和位置能代表结构的空间几何形状特征，至少能表征出结构前3阶模态振型。 3.根据权利要求1所述的基于振动响应相似度分析的损伤识别方法，其特征在于，所述数据获取步骤中，通过测试分别获得结构损伤前、后的振动响应时域数据时的两次测试条件相同。 4.根据权利要求1所述的基于振动响应相似度分析的损伤识别方法，其特征在于，所述数据获取步骤中，结构损伤前、后的振动响应时域数据的采样频率满足采样定理。 5.根据权利要求1所述的基于振动响应相似度分析的损伤识别方法，其特征在于，所述全频段相似度分析步骤中，阈值的计算是在对结构的损伤评估基础上，基于选定的相似度方法进行导出或约定，依据如下公式：式中，sEucld(X,Y)、sJaccard(X,Y)、sEsim(X,Y)分别表示Eucld相似度、Jaccard相似度、Esim相似度，X＝(x1 x2 … xn)、Y＝(y1 y2 … yn)分别表示结构上损伤前、后的测点的频率响应数据，CL表示相似度阈值；α为结构允许损伤程度下的响应幅值变化率；ωi为比重因子。 6.根据权利要求5所述的基于振动响应相似度分析的损伤识别方法，其特征在于，所述分频段相似度分析步骤中，对响应异常部位的频率响应数据进行分频段相似度分析，采用移动平均的方式，求各分频段频率响应数据的分频段相似度和阈值，依据所述全频段相似度分析步骤中公式，以频率为横轴，相似度为纵轴，绘制成分频段相似度和阈值曲线。 7.根据权利要求6所述的基于振动响应相似度分析的损伤识别方法，其特征在于，所述评估步骤中，将计算得到的全频段相似度和对应的阈值，以及分频段相似度和对应的阈值转化得到损伤程度指标D用来衡量损伤程度，依据公式如下：其中，si和CiL分别表示测点i的相似度和对应的阈值，n为结构上所有的测点数。 8.根据权利要求1所述的基于振动响应相似度分析的损伤识别方法，其特征在于，所述分频段相似度分析将全频段分成若干个子频段，子频段长度为全频段长度的0.01倍。 9.一种基于振动响应相似度分析的损伤识别系统，其特征在于，包括：数据获取模块：通过测试分别获得结构损伤前、后的振动响应时域数据，并通过拉式变换得到其频率响应数据；全频段相似度分析模块：根据损伤前、后结构的频率响应数据，进行全频段相似度分析，得到结构上所有部位的全频段相似度和对应的阈值，全频段相似度小于自身阈值则为响应异常，对应结构的响应异常部位；分频段相似度分析模块：对响应异常部位的频率响应数据进行分频段相似度分析，得到分频段相似度和对应的阈值，分频段相似度小于自身阈值的频段为响应异常频段；评估模块：结合响应异常部位和异常频段评估结构损伤程度。 10.根据权利要求9所述的基于振动响应相似度分析的损伤识别系统，其特征在于，获取结构损伤前、后的振动响应时域数据时，测点的数目和位置能代表结构的空间几何形状特征，至少能表征出结构前3阶模态振型。
所属类别：	发明专利