[发明专利]一种用于结构损伤测试的损伤模拟方法与系统

权利要求书

1.一种用于结构损伤测试的损伤模拟方法，待测试结构具有若干测试单元，测试单元间含有节点，其特征在于，包括步骤：

S1：获取待测试结构有限元模型的总刚度矩阵和对角质量矩阵；

S2：根据有限元模型获取待测试结构预设阶数内各阶的初始特征值和初始振型；根据有限元模型以及目标测试单元的预设损伤参数，获取目标测试单元损伤后待测试结构预设阶数内各阶的损后特征值和损后振型；

S3：获取目标测试单元对应节点以及相邻节点处分别增加质量块后，对角质量矩阵的变化量；

S4：根据初始特征值和损后特征值间的特征差值，并结合变化量获取各质量块所需的质量；

S5：根据各质量块所需的质量分别设置相应质量块于待测试结构中目标测试单元各节点处，并进行结构损伤测试。

2.如权利要求1所述的一种用于结构损伤测试的损伤模拟方法，其特征在于，所述步骤S2中，初始特征值和初始振型可由第一公式表示，所述第一公式为：

K·ζ_j＝v_j·M·ζ_j，j＝1～r；

式中，K为总刚度矩阵，r为预设阶数，j为数值1～r的常数，ζ_j为第j阶的初始振型，v_j为第j阶的初始特征值，M为对角质量矩阵。

3.如权利要求1所述的一种用于结构损伤测试的损伤模拟方法，其特征在于，所述步骤S2中，损后特征值和损后振型可由第二公式表示，所述第二公式为：

式中，K为总刚度矩阵，r为预设阶数，j为数值1～r的常数，δ为预设损伤参数，为目标测试单元的刚度矩阵，ζ′_j为第j阶的损后振型，v′_j为第j阶的损后特征值，M为对角质量矩阵。

4.如权利要求1所述的一种用于结构损伤测试的损伤模拟方法，其特征在于，所述步骤S4中，各质量块所需的质量可由第三公式求解获得，所述第三公式为：

式中，r为预设阶数，j为数值1～r的常数，v_j为第j阶的初始特征值，T表示振型的转置，为第j阶初始振型的转置，ΔM为变化量，ζ_j为第j阶的初始振型，Δv_j为特征差值。

5.如权利要求4所述的一种用于结构损伤测试的损伤模拟方法，其特征在于，所述第三公式整理后可由第四公式组表示，所述第四公式组为：

{x_i}＝C^-1·{Δv_j}；

{x_i}＝(x₁，x₂，…，x_r)^T；

{Δv_j}＝(Δv₁，Δv₂，…，Δv_r)^T；

式中，C为第三公式整理为第四公式组过程中的系数矩阵，x_i为第i个节点对应质量块所需的质量。

6.如权利要求5所述的一种用于结构损伤测试的损伤模拟方法，其特征在于，所述第i个节点与第j阶的预设阶数相对应。