[发明专利]一种基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法

权利要求书

1.一种基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1在待测结构件上划分监测单元，在每一监测单元上设置用于发射激励信号的激励压电片和用于响应信号的响应接收压电片，一个激励压电片对应一个或多个响应压电片；

S2分别在结构件初始状态和当前测试状态下，控制激励压电片产生激励信号，检测所述响应压电片的响应信号并采集所述响应信号；

S3将响应接收压电片在结构件初始状态与当前测试状态下所采集到的响应信号进行相关运算，得到状态参数，根据所述状态参数得到相应响应接收压电片附近的损伤特征因子；

S4根据S3计算每一响应接收压电片对应的损伤特征因子，根据结构件上损伤特征因子的位置排布规律，依据损伤特征因子连线规则，对损伤特征因子进行连接，得到结构件损伤判定；

状态参数计算方法为：

以结构件在初始状态下检测的响应信号作为对照组，以结构件测试状态下检测的响应信号作为测试组，对每一响应接收压电片在初始状态下进行n次信号检测，所述对照组内的数据包括P₁(t)、P₂(t)……P_n(t)；

在测试状态下进行m次信号检测，测试组检测数据包括：E₁(t)、E₂(t)……E_m(t)a获取所需响应接收压电片的自相关系数组S

将响应接收压电片在初始状态下的响应信号数据两两带入互相关函数中，获得对照组自相关系数组S，所述自相关系数组S为S_k的集合，其中

其中，i＝1,2,…n-1；j＝i+1,i+2,…n；n为对照组中信号数据的数量，P_i(t)为响应接收压电片在初始状态下第i次的检测数据，P_j(t)为响应接收压电片在初始状态下第j次的检测数据，T为对照组中每个信号数据的有效时间；

b获得所需响应接收压电片测试组、对照组互相关系数组M

将测试组E中的响应信号数据与对照组P中的响应信号数据两两带入互相关函数中，获得测试组、对照组互相关系数组M

在该公式中，i＝1,2,…m；j＝1,2,…n；h＝1,2,…m×n，E_i(t)为响应接收压电片在测试状态下第i次的检测数据，P_j(t)为响应接收压电片在初始状态下第j次的检测数据，T为信号数据的有效时间；

c通过对照组自相关系数组S得到对照组自相关系数S′，通过测试组、对照组互相关系数组M，得到一个测试组、对照组互相关系数M′；

d通过对照组自相关系数S′和测试组、对照组互相关系数M′得到所需响应接收压电片的状态参数State

State＝|M′-S′|。

2.根据权利要求1所述的基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法，其特征在于，所述监测单元在所述待测结构件上的布置规则为：将待测结构件划分为若干正方形格子区域，每一正方形格子对应一个监测单元，每一监测单元对应一个激励压电片，激励压电片置于正方形格子的中心位置，在正方向格子的四个角位置均设置相应接收压电片。

3.根据权利要求1所述的基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法，其特征在于，以监测单元为单位，依次控制激励压电片产生激励信号，相对应的响应接收压电片接收响应信号，至完成所有监测单元响应信号的采集。

4.根据权利要求1所述的基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法，其特征在于，将自相关系数组S中较小的20％的系数和较大的20％的系数去除，对剩下的60％的系数取平均值，得到一个对照组自相关系数S′；将对照组、测试组互相关系数组M中较小的20％的系数和较大的20％的系数去除，对剩下的60％的系数取平均值，互相关系数M′。

5.根据权利要求1所述的基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法，其特征在于，将所述状态参数与基准值进行比较，当状态参数大于基准值时，相应的响应接收压电片与对应的激励发射压电片之间存在损伤，利用损伤特征因子表示，所述损伤特征因子为响应接收压电片与对应的激励发射压电片之间连线的中心位置。