[发明专利]一种基于模态应变能的损伤发生的判断方法

摘要

本发明涉及一种基于模态应变能的损伤发生的判断方法，所述方法包括对分析对象建立有限元模型；对分析对象进行多次模态测试，每次测得其前五阶模态振型；基于有限元求解器，得到其各单元的局部刚度矩阵；将各单元局部刚度矩阵按照节点位置填入总刚度矩阵，得到各单元的刚度贡献值；分别求解出每次测量中各单元的模态应变能；按照测量的先后次序，对单元每次测量所得模态应变能向量与初次测得的模态应变能向量做相似度计算，并将各单元的相似度相加，作为损伤是否发生的方法。

主权项

一种基于模态应变能的损伤发生的判断方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)建立分析对象的有限元模型，将所述分析对象划分为单元，，令m为其有限元模型的单元总数；2)试验数据采集：根据所述分析对象的几何结构，设计传感器排布，记相邻单元间的连接点为节点，测量并记录所述分析对象各节点的振动，汇总求得所述分析对象的模态频率与振型；重复2)的操作，多次测量实验对象的模态频率与振型；3)有限元模型的初始修正：以实验测得的前5阶模态频率为目标值，应用基于模态频率的灵敏度修正，对有限元模型的初始物理参数进行修正，并计算模型中各单元的局部刚度矩阵；4)各单元刚度贡献值的计算：以节点的位置为基准，将单元的局部刚度矩阵，装填入整体模型的刚度矩阵，从而获得各单元对模型整体的刚度贡献值；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所述分析对象是否发生结构刚度损伤。