[发明专利]一种移动荷载下简支梁损伤和移动力同时识别方法

摘要

本发明提出了一种移动荷载下简支梁损伤和移动力同时识别方法测量结构在损伤状态的加速度动力响应，以结构的加速度响应作为结构损伤和移动力识别的动力指标；根据结构的数值模型，将未知移动荷载采用切比雪夫多项式表示，并利用梁单元形函数概念将移动荷载等效成单元节点力，分别计算结构加速度响应对损伤和移动力参数的灵敏度矩阵；结合敏感性分析结果，以结构测量加速度响应和计算所得的有限元加速度响应的差值作为目标函数，采用一阶泰勒展开的识别方程逐步迭代同时识别出简支梁的损伤和移动力。通过本发明方法，能够仅仅通过结构所测的少数加速度响应来实现结构损伤和移动力的同时识别，具有较强的实用性。

主权项

一种移动荷载下简支梁损伤和移动力同时识别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)测量结构损伤状态下的加速度响应YE，假定结构的初始损伤值为α0和初始移动力正交系数为c0；(2)在状态空间域内表示移动荷载下结构的运动方程，移动力采用切比雪夫多项式表示为在移动荷载表达式Fδ(l‑vt)中，F表示以一恒定速度v运动的时变荷载，ck和Tk分别表示移动力正交系数和切比雪夫正交式，l表示结构的某一位置点，vt表示移动荷载在t时刻的位置，δ(·)表示狄拉克函数，结合梁单元形函数概念将任一时刻的移动力等效成单元节点力，通过离散化的运动方程计算在状态空间域内的马尔科夫系数矩阵HL，再计算状态空间域内的结构加速度响应YA；(3)利用步骤(2)中计算所得状态空间域内结构的加速度响应YA，计算结构加速度响应对单元刚度损伤参数和移动力正交参数的一阶灵敏度矩阵(4)将步骤(1)中的测量加速度响应YE和步骤(2)中计算的结构加速度响应值YA的差值作为目标函数，表示如下：ΔY＝YE‑YA(5)根据步骤(3)计算所得的结构加速度响应对单元损伤参数和移动力正交参数的一阶灵敏度矩阵采用基于动力响应灵敏度模型修正的识别方程计算结构的损伤α和移动力的正交系数c；(6)重复步骤(2)‑(5)，进行下一次循环的计算，可以得到修正后的结构损伤值和移动力的正交系数，直至目标函数达到设定允许值停止计算。