基于随机振动响应互相关函数的结构损伤识别试验分析

雷家艳，姚谦峰，雷 鹰，刘 朝

(1.北京交通大学 土木建筑工程学院，北京 100044;2.厦门大学 建筑与土木工程学院，福建 厦门 361005)

结构动力损伤识别的研究近年来取得了较快的发展［1，2］。损伤识别的思路大多是通过时域及频域的分析方法识别结构的模态参数(频率、振型)，或通过结构模态反演获得结构的物理参数(如刚度等)，在此基础上对比结构损伤前后的频率、阻尼、模态振型、柔度(刚度)矩阵、应变能等参数，构造损伤因子对结构损伤的位置及程度进行识别。在识别过程中，这些思路存在结构损伤前后的频率变化不敏感、模态振型的识别有限且精度不高、大型工程结构的模态参数矩阵到物理参数矩阵的动力反演过程较复杂等问题，使这些方法在实际工程中的应用受到一定的限制。

因此，利用结构随机振动的动力实测数据进行损伤检测具有重大的现实意义。此类方法一般不需要测得外激励，通常只要求外激励的频谱特性相对稳定，对于结构通常所受的环境激励及常规使用荷载而言，均能满足这一要求。另外，基于随机振动响应的互相关分析能有效避免测试噪声对响应信号的污染。因此，文献［5，6］提出的以互相关函数为基础的结构损伤识别方法是可行的。该方法定义了以某一基点为参照点的结构响应互相关函数幅值向量CorV概念，并参照模态置信度判据的定义，构造了相关函数幅值向量置信度判据CVAC，利用CVAC随损伤程度的增大而单调下降的特性，可判定损伤是否存在，再对结构损伤前后的CorV进行差分，使相关函数幅值向量在损伤位置处凸显，从而实现损伤的定位。……