[发明专利]一种基于挠度影响线改变量识别梁结构损伤程度的方法

权利要求书

1.一种基于挠度影响线改变量识别梁结构损伤程度的方法,其特征在于：1)利用分段二次函数表示影响线改变量拟合曲线，分段二次函数为△Φ_f＝ΩΔa，其中△Φ_f表示拟合影响线改变量，△Φ_f＝Φ_f,d-Φ_f,u，Φ_f,u和Φ_f,d分别是损伤前后的拟合影响线；△a表示二次项系数改变量Δa＝a_d-a_u，a_u和a_d分别是损伤前后的二次项系数向量，Ω为拟合矩阵；2)基于稀疏正则化方法识别影响线改变量的拟合曲线；3)根据影响线改变量的拟合曲线进行梁结构的损伤定量，通过计算损伤引起的简支梁的梁截面柔度改变量，△Φ″(x)＝Φ″_d(x)-Φ″_u(x)，Φ″(x)表示某特定测点挠度影响线x位置的二阶导数，Φ″_u(x)和Φ″_d(x)分别表示无损和损伤状态的挠度影响线拟合曲线的二阶导数，m_u(x)表示单位竖向力作用于该特定测点造成x位置的弯矩；

通过计算连续梁的梁截面柔度改变量，△Φ_s(x)为支座反力变化引起的改变量成分。

2.如权利要求1所述的一种基于挠度影响线改变量识别梁结构损伤程度的方法，其特征在于：步骤2)中，具体包括如下：

实测影响线改变量与拟合影响线改变量存在如下关系：ΔΦ_m＝ΔΦ_f+η；ΔΦ_m表示实测影响线改变量，η表示拟合残差；将△Φ_f＝ΩΔa代入，则拟合残差为：η＝ΔΦ_m-ΩΔa；采用l₁范数为正则项，建立优化目标函数如下：

式中，表示使目标函数取得最小值的待求变量Δa的集合，表示拟合残差平方和，表示正则项，λ表示正则化参数；

由优化目标函数优化求解确定二次项系数改变量Δa后，代入△Φ_f＝ΩΔa构造影响线改变量的拟合曲线。

3.如权利要求1所述的一种基于挠度影响线改变量识别梁结构损伤程度的方法，其特征在于：步骤3)中，若已知梁无损状态下的截面抗弯刚度EI_u，则可确定梁损伤状态下的截面抗弯刚度：

若用截面抗弯刚度的相对改变量表示x位置损伤程度，定义损伤定量指标：

其中，△F(x)为梁截面柔度改变量，△EI为截面抗弯刚度改变量。