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原文传递一种已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法

专利名称：	一种已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法
摘要：	本发明公开了一种已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，在待检测建筑物的裸露表面布置加速度传感器；用脉冲锤多次敲击同一部位，通过加速度传感器获得冲击波，对冲击波响应信号进行频谱分析，获取前3~5阶频率和各阶频率对应的模态向量的测量值；建立建筑物结构的有限元模型，基于智能优化算法随机投放缺陷信息，理论计算前3~5阶频率和各阶频率对应的模态向量；构建目标函数；迭代更新缺陷信息，使目标函数最小化，直至达到收敛精度，反演出缺陷数量、位置及大小。本发明通过现场测试可以快速找到已建建筑物结构内部缺陷的数量、位置和大小，解决复杂条件下已建建筑物结构无损检测的困难，提高建筑物结构的使用寿命和耐久性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	河海大学
发明人：	江守燕;杜成斌;孙立国;赵林鑫
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910269643.9
公开号：	CN110006994A
代理机构：	南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	吕朦
分类号：	G01N29/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	210024 江苏省南京市鼓楼区西康路1号
主权项：	1.一种已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)在待检测建筑物的裸露表面布置加速度传感器； (2)使用脉冲锤多次敲击待检测建筑物的同一部位，通过加速度传感器获得冲击波，对冲击波响应信号进行频谱分析，获取前3～5阶频率和各阶频率对应的模态向量的测量值； (3)按照待检测建筑物的几何外形建立有限元网格模型； (4)基于智能优化算法随机投放缺陷信息，所述缺陷信息包括缺陷位置、大小及数量，并基于扩展有限元理论计算待检测建筑物的前3～5阶频率和各阶频率对应的模态向量的计算值； (5)根据前3～5阶频率和各阶频率对应的模态向量的测量值及计算值，基于频率残差和模态保证准则构建目标函数； (6)通过智能优化算法迭代更新投放的缺陷信息，使目标函数最小化，直至达到收敛精度，反演出待检测建筑物结构内部的缺陷数量、位置及大小。 2.根据权利要求1所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(1)包括： (11)预估结构中可能存在的最大缺陷的个数为N，每个缺陷待反演参数的个数为M，确定加速度传感器的数量等于或大于N×M： (12)现场勘查待检测建筑物，确定加速度传感器的测点位置，记录测点位置并编号； (13)在各测点位置涂抹石膏作为粘合剂，安装加速度传感器。 3.根据权利要求2所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(12)包括：若能够预知缺陷的位置，则在缺陷周围边界等间距布置加速度传感器；若无法预知缺陷的位置，则在结构的外边界等间距布置加速度传感器。 4.根据权利要求1所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(3)中，按照待检测建筑物的几何外形建立有限元网格模型时，不考虑结构内部缺陷的几何特征，并施加与现场条件一致的几何边界条件。 5.根据权利要求1所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(3)中，建立有限元网格模型时，将加速度传感器的测点位置作为有限元网格的单元结点。 6.根据权利要求1所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(5)中，基于频率残差和模态保证准则构建目标函数O(θ) 式中，\|\|·\|\|2代表向量的2-范数；NF和NM分别是用来计算目标函数值的频率阶数和模态数；和分别为第i阶频率的计算值和测量值；和分别为第j阶频率对应模态的计算值和测量值。 7.根据权利要求1所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(2)中，使用脉冲锤敲击待检测建筑物的同一部位至少三次。
所属类别：	发明专利