[发明专利]基于固有频率变化率的高层框架结构的损伤程度识别方法

摘要

本发明公开了一种基于固有频率变化率的高层框架结构的损伤程度识别方法，包括以下步骤：通过数值仿真方法建立频率变化率k_f与损伤程度指标P_K关系式；利用损伤后实测的加速度响应值反算出损伤程度指标P_K。现有的损伤识别方法必须使用结构当前响应值信号与结构损伤前的响应值信号进行对比分析才能识别出损伤的程度，本发明只需要运用结构当前响应值信号进行分析便可以识别出结构的损伤程度。本发明由于量化了损伤程度指标与频率变化率的关系，可以定量的求出损伤程度指标，从而量化损伤程度。本发明将结构的损伤程度与频率变化率公式化，利用本发明的公式可以准确的计算出结构的损伤程度。

主权项

1.基于固有频率变化率的高层框架结构的损伤程度识别方法，其特征在于：包括以下步骤：A、通过数值仿真方法建立频率变化率kf与损伤程度指标PK关系式A1、提取不同损伤程度指标PK下的频率变化率kf利用数值仿真方法得到高层框架结构某一损伤位置具有不同损伤程度指标PK时的加速度响应值，对该加速度响应值提取频率变化率kf；频率变化率式中：df为相邻采样时间内结构频率的变化量，dt为采样时间间隔；损伤程度指标式中：dK为结构刚度的降低量，K为损伤前结构的刚度；A2、建立频率变化率kf与损伤程度指标PK关系式将步骤A1得到的频率变化率kf采用最小二乘拟合方法，得到频率变化率kf与损伤程度指标PK关系式如下：G(PK,kf)＝k'·PK‑kf+C2＝0   (1)式中：k'、C2为常数；B、利用损伤后实测的加速度数值反算出损伤程度指标PKB1、通过加速度传感器测量高层框架结构同一损伤位置的加速度响应值，并对该加速度响应值提取频率变化率kf；所述的提取频率变化率kf的方法，包括以下步骤：B11、数据预处理对加速度响应值运用时频分析方法得到时间‑频率‑振幅的三维图；然后提取每一时刻的频率‑振幅二维图中振幅的第一个峰值点所对应的频率，即每一时刻结构的一阶固有频率；B12、提取频率变化率kf采用最小二乘拟合方法，对步骤B11中得到的每一时刻的一阶固有频率进行线性拟合得到频率随时间变化的函数：f(t)＝kf·t+C1   (2)式中：f(t)为频率，t为时间，C1为常数；通过式(3)即得到频率变化率kf的值；B2、将步骤B1得到的频率变化率kf代入式(1)，反算出损伤程度指标PK，计算公示如下：Pk＝(kf－C2)/k'   (3)从而得到结构的损伤程度指标PK。