[发明专利]基于自由端倾角影响线曲率的悬臂梁损伤识别方法有效
申请号: | 201910798841.4 | 申请日: | 2019-08-28 |
公开(公告)号: | CN110501177B | 公开(公告)日: | 2021-04-02 |
发明(设计)人: | 唐盛华;成鹏;张学兵;秦付倩;杨文轩;张佳奇;刘宇翔 | 申请(专利权)人: | 湘潭大学 |
主分类号: | G01M99/00 | 分类号: | G01M99/00;G01M5/00 |
代理公司: | 湘潭市汇智专利事务所(普通合伙) 43108 | 代理人: | 陈伟 |
地址: | 411105 湖南*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 自由 倾角 影响 曲率 悬臂梁 损伤 识别 方法 | ||
1.一种基于自由端倾角影响线曲率的悬臂梁损伤识别方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)对损伤后的悬臂梁各测点位置施加移动荷载,获得自由端测点的实测倾角影响线;
(2)对梁结构损伤后的实测倾角影响线求曲率;
步骤(2)中,倾角影响线曲率θ″通过中心差分计算:
其中,下标i为测点号,θ″i为测点i的倾角影响线曲率,ε为测点i-1到测点i的间距与测点i到测点i+1间距的平均值,θi为荷载作用于i测点时测试位置的倾角;
(3)以荷载除以倾角影响线曲率得到梁结构各位置刚度,通过损伤状态刚度曲线的突变识别损伤位置;
步骤(3)中,结构损伤状态刚度曲线Bd的计算方法为:
其中,Bdi为i测点损伤状态的刚度,P为移动荷载值,θ″i为荷载作用于第i测点的倾角影响线曲率,n为测点数目,1号测点布置于悬臂梁固支端,n号测点布置于悬臂梁自由端,测点数目连续,从1到n依次增加,i大于等于2且小于等于n-1;
步骤(3)中,若刚度曲线的突变不明显,则进一步求刚度曲线的斜率辅助判断损伤位置,刚度曲线的斜率计算方法如下:
其中,B′dj为j测点损伤状态的刚度曲线斜率,ε*为测点j-1到测点j的距离;
(4)剔除损伤位置的刚度,对剩余刚度曲线进行拟合,得到未损伤状态的刚度曲线;
步骤(4)中,对于等截面梁未损伤状态的刚度曲线采用线性拟合,对于变截面梁采用局部抛物线拟合,未损伤状态的拟合刚度曲线Bu为:
Bu=[0 Bu2…Bui…Bu(n-1) 0];
其中,Bui为第i测点拟合的未损伤状态的刚度;
(5)由损伤、未损伤状态的刚度曲线计算损伤程度,得到损伤位置结构刚度;
步骤(5)中,结构损伤程度定量指标De的计算方法为:
De=[0 De2…Dei…De(n-1) 0];
其中,Dei为第i测点识别的结构损伤程度,计算方法为:
2.根据权利要求1所述的基于自由端倾角影响线曲率的悬臂梁损伤识别方法,其特征在于:步骤(1)中,结构倾角影响线测点不少于6个。
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