[发明专利]一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别的方法

权利要求书

1.一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、建立损伤定位指标，通过一阶模态测试数据建立类柔度矩阵，再计算损伤前后类柔度矩阵差并在此基础上计算类柔度差曲率，计算损伤位置；

S2、损伤程度的确定：使用频率摄动公式量化损伤程度；

S3、损伤定位数值计算：建立一等截面简支梁桥模型对单损伤定位以及多损伤定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别的方法，其特征在于：S1中，根据结构模态柔度矩阵计算出广义柔度矩阵，接着根据结构模态柔度曲率的方法计算出差结构模态类柔度差曲率。

3.根据权利要求1所述的一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别的方法，其特征在于：S1中，损伤定位指标为结构模态类柔度差曲率指标在求得模态类柔度差矩阵ΔF^*之后，将其每一列中绝对值最大元素所组成数列的曲率绝对值，用LCFC来表示，即：

其中：为类柔度差矩阵ΔF^*第j列中绝对值最大的元素，l_j为j单元的长度。

4.根据权利要求1所述的一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别的方法，其特征在于：S2中，由摄动理论可得结构损伤后的总体刚度矩阵，将系统损伤后的振动特征值和特征向量按小参数ε展开为幂级数，然后根据结构损伤前后固有频率的变化量得出损伤程度。

5.根据权利要求1所述的一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别的方法，其特征在于：S3中，简支梁桥模型用弹性模量的减少来模拟损伤导致的刚度降低，采用集中质量，用有限元程序计算在无损伤和各种损伤情况下的前两阶模态。

6.根据权利要求5所述的一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别的方法，其特征在于：选用竖向弯曲振动自由度损伤指标值判别结构损伤位置。

7.根据权利要求1所述的一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别的方法，其特征在于：S3中，多损伤定位包括无边界单元损伤的多损伤定位和有边界单元损伤的多损伤定位。

8.根据权利要求1所述的一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别的方法，其特征在于：S3中，不同损伤单元的LCFC指标值与损伤程度呈正比关系，未损伤单元LCFC指标基线变化符合一阶振型模态，其随单元变化的曲线形状基本相同，损伤单元与非损伤单元的差值明显。