[发明专利]挠度曲率的梁结构损伤识别方法

摘要

本发明公开了一种挠度曲率的梁结构损伤识别方法，步骤如下：对损伤前后的梁结构分别施加相同的荷载，获得梁结构损伤前后的实测挠度曲线；对结构损伤前后的挠度求曲率，通过挠度曲率差进行损伤定位；通过结构损伤前后的挠度曲率相对变化进行损伤程度定量；若梁结构为超静定结构，则采用一组正交荷载分别作用于损伤前后的结构，得到多个荷载作用下的挠度曲率差，取挠度曲率绝对值差求和进行损伤定位和定量。本发明可对梁结构损伤进行准确定位与定量，应用于梁结构的损伤评估。

主权项

1.一种挠度曲率的梁结构损伤识别方法，其特征在于包括如下步骤：/n(1)对损伤前后的梁结构分别施加相同的荷载，获得梁结构损伤前后的实测挠度曲线；/n(2)(a)若梁结构为静定梁结构，对梁结构损伤前后的挠度曲线求挠度曲率，通过挠度曲率差进行损伤定位；通过梁结构损伤前后的挠度曲率相对变化进行损伤程度定量；/n(b)若梁结构为超静定梁结构，则按照步骤(1)采用一组正交荷载分别作用于损伤前后的梁结构，对梁结构损伤前后的挠度曲线求挠度曲率，得到多个荷载作用下的挠度曲率差，通过挠度曲率绝对值差求和进行损伤定位；通过梁结构损伤前后的挠度曲率绝对值和相对变化进行损伤程度定量；/n步骤(2)中，所述挠度曲率w″通过中心差分计算，计算式如下：/n /n式中，w为挠度，下标i为测点号，ε为测点i-1到测点i的间距与测点i到测点i+1间距的平均值；/n步骤(2)(a)中，若梁结构为静定梁结构，挠度曲率差损伤定位指标如下式所示：/n /n式中，DI表示静定梁结构的损伤定位指标，DI_i表示静定梁结构第i测点识别的损伤定位指标，w″_iu、w″_id分别为第i测点梁结构损伤前后荷载作用下的挠度曲率，n为测点数目，1号测点布置于梁结构一端，n号测点布置于梁结构另一端，测点数目连续，从1到n依次增加，i大于等于2且小于等于n-1；/n步骤(2)(a)中，梁结构损伤程度定量的计算方法如下：/nD_e＝[0 D_e2 … D_ei … D_e(n-1) 0]；/n式中，D_e为静定梁结构的损伤程度定量指标，D_ei为静定梁结构第i测点识别的损伤程度；/n对梁结构中间单元，损伤程度计算公式如下：/n /n对梁结构的边单元，若转角有约束，则损伤程度计算公式如下：/n /n对梁结构的边单元，若转角无约束，则损伤程度计算公式如下：/n /n步骤(2)(b)中，若梁结构为超静定梁结构，进行损伤定位和定量的具体过程如下：/n对超静定梁结构，所取的正交荷载使各荷载作用下弯矩零点的相隔距离最大；/n选取m个正交荷载，m大于等于2，k荷载作用下梁结构损伤前后的挠度曲率绝对值差δw″_k如下式所示；/nδw″_k＝|w″_dk|-|w″_uk|＝[0 |w″_2dk|-|w″_2uk| … |w″_idk|-|w″_iuk| … |w″_(n-1)dk|-|w″_(n-1)uk| 0]；/n式中，w″_uk、w″_dk分别为k荷载作用下超静定梁结构损伤前后的挠度曲率，w″_iuk、w″_idk分别为第i测点k荷载作用下超静定梁结构损伤前后的挠度曲率，k大于等于1且小于等于m；/n取m个正交荷载的挠度曲率绝对值差求和进行损伤定位，其计算公式如下：/n /n式中，DI_a表示超静定梁结构的损伤定位指标；/n超静定梁结构损伤程度定量的计算方法如下：/nD_ea＝[0 D_ea2 … D_eai … D_ea(n-1) 0]；/n式中，D_ea表示超静定梁结构的损伤程度定量指标，D_eai为超静定梁结构第i测点识别的损伤程度；/n对梁结构中间单元，损伤程度计算公式如下：/n /n对梁结构边单元，若转角有约束，则损伤程度计算公式如下：/n /n对梁结构边单元，若转角无约束，则损伤程度计算公式如下：/n /n