申请/专利权人：山东大学

申请日：2021-10-28

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN114021403B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.02.25#实质审查的生效;2022.02.08#公开

摘要：本发明公开了基于应变模态的承力结构件损伤识别方法及系统，通过构建待分析承力结构件的损伤前后有限元模型；对待分析承力结构件进行多次模态测试，得到损伤后应变模态；对损伤前有限元模型进行模态分析求解，得到损伤前整体刚度矩阵、整体质量矩阵、损伤前应变模态和固有频率；对损伤后有限元模型进行求解，得到损伤后整体刚度矩阵；基于损伤前整体刚度矩阵和应变模态，得到损伤前模态应变能；基于损伤后整体刚度矩阵和损伤后应变模态，得到损伤后模态应变能；基于固有频率、整体质量矩阵、损伤前后模态应变能和单元刚度折减系数，得到模态应变能灵敏度的损伤识别；对基于应变模态的模态应变能灵敏度结构损伤方程进行求解，得到识别结果。

主权项：1.基于应变模态的承力结构件损伤识别方法，其特征是，包括：构建待分析承力结构件的损伤前有限元模型和损伤后有限元模型；对待分析承力结构件进行多次模态测试，得到损伤后应变模态；其中，对待分析承力结构件进行多次模态测试，得到损伤后应变模态，具体包括：采集待分析承力结构件的响应数据；采用基于应变响应的自然激励技术，使用结构响应的互相关函数代替结构应变脉冲响应矩阵，得到应变脉冲响应矩阵；对应变脉冲响应矩阵使用基于应变响应的特征系统实现法，构造Hankel矩阵；对Hankel矩阵，运用奇异值求解方式进行处理，得到系统的最小实现；求解特征值和特征向量，并基于特征值和特征向量确定模态参数；对损伤前有限元模型进行模态分析求解，得到损伤前整体刚度矩阵、整体质量矩阵、损伤前应变模态和固有频率；对损伤后有限元模型进行求解，得到损伤后整体刚度矩阵；其中，对损伤前有限元模型进行模态分析求解，得到损伤前整体刚度矩阵、整体质量矩阵、损伤前应变模态和固有频率；对损伤后有限元模型进行求解，得到损伤后整体刚度矩阵，具体包括：对损伤前有限元模型进行求解，根据单元类型，提取损伤前整体坐标下的单元刚度矩阵和单元质量矩阵；对损伤后有限元模型进行求解，得到损伤后结构整体坐标下的单元刚度矩阵；将损伤前整体坐标下的单元刚度矩阵扩展成损伤前单元贡献矩阵，将单元刚度矩阵中的子块按其在损伤前整体刚度矩阵中的位置排列，空白处使用零子块填充；将损伤前单元贡献矩阵的对应列的子块相互叠加，得到损伤前整体刚度矩阵；采用与得到损伤前整体刚度矩阵同样的方式，得到整体质量矩阵和损伤后整体刚度矩阵；基于损伤前整体刚度矩阵和损伤前应变模态，得到损伤前模态应变能；基于损伤后整体刚度矩阵和损伤后应变模态，得到损伤后模态应变能；基于固有频率、整体质量矩阵、损伤前模态应变能、损伤后模态应变能和单元刚度折减系数，得到模态应变能灵敏度；所述基于固有频率、整体质量矩阵、损伤前模态应变能、损伤后模态应变能和单元刚度折减系数，得到模态应变能灵敏度，具体包括：基于损伤前模态应变能、损伤后模态应变能，得到损伤前后单元模态应变能变化量矩阵；进而得到基于应变模态的模态应变能变化量矩阵；通过单元刚度折减系数，得到每个单元的损伤程度；根据每个单元的损伤程度，得到损伤前后单元刚度变化量；进而得到基于应变模态的刚度损伤指标矩阵；基于固有频率和整体质量矩阵，得到每个单元刚度矩阵对整体刚度矩阵的贡献；基于每个单元刚度矩阵对整体刚度矩阵的贡献、基于应变模态的模态应变能变化量矩阵和基于应变模态的刚度损伤指标矩阵，得到基于应变模态的灵敏度矩阵；对基于应变模态的模态应变能灵敏度结构损伤方程进行求解，得到损伤识别结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东大学 基于应变模态的承力结构件损伤识别方法及系统

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