基于加速度二次协方差矩阵参数变化比法的环境振动下结构损伤识别

王立新, 李雪艳, 姜　慧, 朱嘉健(.中国地震局地震监测与减灾技术重点实验室 广东省地震局，广州　50070；.暨南大学 力学与土木工程系, 广州　5063)



基于加速度二次协方差矩阵参数变化比法的环境振动下结构损伤识别

王立新1, 李雪艳2, 姜慧1, 朱嘉健1(1.中国地震局地震监测与减灾技术重点实验室 广东省地震局，广州510070；2.暨南大学 力学与土木工程系, 广州510632)

摘要：在白噪声环境激励下，结构加速度响应的自相关/互相关函数构成一个新的二次协方差(CoC)矩阵，组成这一协方差矩阵的元素经证明是结构模态参数(频率、振型、阻尼)的函数；与提取模态参数的一般损伤识别方法相比，二次协方差矩阵包含结构振动的更多和更高阶模态信息。利用结构损伤前和损伤后的二次协方差(CoC)矩阵参数的变化比，对只基于振动输出的、环境振动下的结构进行损伤识别。对一个七层框架结构模型进行了数值模拟，首先对不同噪声程度、不同损伤位置和程度的损伤结构进行损伤定位，再结合模型修正法，对结构损伤程度进行识别，展示了该方法的有效性。

关键词：损伤识别；二次协方差矩阵；环境激励

基于环境振动的工程结构健康监测，具有无须贵重的激励设备，不中断结构的正常使用，方便省时，价格低廉，只需测定响应数据等优点[1-6]；避免了在使用激振设备过程中对结构造成损伤，提高了安全性，测试环境符合结构的边界条件和实际工况，能够更为真实准确地反应结构在工作状态下的振动特性[5,7]。……