[发明专利]一种基于模态应变能的新型结构刚度损伤定位方法

摘要

本公开涉及一种基于模态应变能的新型结构刚度损伤定位方法，所述方法包括对分析对象建立有限元模型；对分析对象进行模态测试，测得其前五阶模态振型；基于有限元求解器得到模型的模态计算结果，并与实验测得结果进行匹配；将各单元刚度按照节点位置填入总刚度，得到各单元的刚度贡献值；分别求解出实验与有限元模型中各单元的模态应变能；按照阶次的顺序，组装每个单元的各阶模态应变能为其新的结构刚度损伤定位方法。

主权项

一种基于模态应变能的新型结构刚度损伤定位方法，其特征在于，具体步骤如下：1)建立分析对象的有限元模型，在有限元软件中将结构划分为单元结构；2)数据采集：分析结构中的易受损部分，设计传感器排布方案，保证测点与有限元模型的节点相重合，后测量并记录所述分析对象各点的振动，并汇总求得所述分析对象的各阶模态振型；3)结构有限元分析及模型修正：基于有限元求解器计算模型的各阶模态振型的频率与振型，以测得的前5阶模态频率为目标值，应用基于模态频率的灵敏度修正方法，对模型的初始物理参数进行修正，并计算各单元的局部刚度矩阵；4)各单元刚度贡献值的计算：将相邻单元间的连接点记为节点，将所述各单元的局部刚度矩阵按照节点的位置，装填入整体模型的刚度矩阵，从而获得各单元的刚度贡献值；5)模态应变能的计算：通过所述整体模型的阵型计算得到有限元模型以及实验模型的模态应变能(Modal Strain Energy，MSE)；6)根据所述单元各阶模态应变能向量得到结构刚度损伤位置。