[发明专利]基于跨点频响固有阻尼特征识别金属构件疲劳损伤的方法

权利要求书

1.基于跨点频响固有阻尼特征识别金属构件疲劳损伤的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：调研被测金属结构件运行工作状况和基本信息，确定疲劳损伤的关注位置；

步骤2：分析金属结构件的动态特性，确定跨点频响阻尼特征试验方案和测试参数；

步骤3：组建测试系统实施金属结构件疲劳过程中的跨点频响阻尼特征参数测试；

步骤4：根据金属结构件疲劳损伤微观组织与宏观特性的研究概略识别疲劳损伤状态；

步骤5：精准定量识别金属结构件疲劳损伤状态，分析计算试件剩余疲劳寿命。

2.根据权利要求1所述的基于跨点频响固有阻尼特征识别金属结构件疲劳损伤的方法，其特征在于：所述步骤1具体包括：

步骤1.1：确定被检测疲劳性能的金属结构件的实际运行工作状况，包括：工作方式、空间尺寸分布、材料性质、主要受载情况、产生疲劳损伤的过程；

步骤1.2：建立被检测疲劳性能的金属结构件力学模型，分析被检测金属结构件的动力学特性参数，包括固有频率和振型，根据固有频率和振型初步确定被检测金属结构件发生疲劳损伤的范围，按实际工况施加载荷进行受力分析，在模型上做谐波分析和动力学响应；

步骤1.3：采用试激励方式快速评估被检测金属结构件的基本特性，包括重点关注区域和关注部位的频率分布范围，再结合建立的被检测疲劳性能的金属结构件力学模型计算分析结果，确定被检测金属结构件产生疲劳损伤的重点关注位置。

3.根据权利要求2所述的基于跨点频响固有阻尼特征识别金属构件疲劳损伤的方法，其特征在于：所述步骤2具体包括：

步骤2.1：测试选定的承受交变载荷作用的被检测金属结构件的固有振动特性，包括：固有频率、振动形状、振动衰减规律，分析并提取被检测金属结构件主要特征参数，快速粗略地描述被检测金属结构件的疲劳损伤特性；

步骤2.2：给出金属结构件疲劳损伤出现裂纹前期的跨点频响试验方案，确定采用阻尼特征进行疲劳性能测试的各种测试参数，包括最高分析频率f_m、采样频率f_s、采样点数N、FFT点数2ⁿ、频率分辨率∆f。

4.根据权利要求3所述的基于跨点频响固有阻尼特征识别金属构件疲劳损伤的方法，其特征在于：所述步骤3具体包括：

步骤3.1：组建便携式跨点频响阻尼特征参数测试系统，测试系统包括：4通道24位云智慧数据采集仪，匹配采集仪的7寸屏微型电脑，装入微型电脑的跨点频响阻尼特征分类识别软件，装ICP力传感器的宽频带力锤， ICP三轴向加速度计；

步骤3.2：针对被检测金属结构件，在所选定的疲劳损伤关注部位设置激励和响应测点，用便携式测试系统实施疲劳过程中或在装备运行暂停时的跨点频响特性测试；

步骤3.3：针对所测跨点频响的幅频特性曲线，由微型电脑的跨点频响阻尼特征分类识别软件提取跨点频响幅频曲线中主频的半功率带宽参数，计算出主频所对应的阻尼比。