基于单元模态应变能与区间分析的不确定性损伤识别

鲁四平，张会峰，黄方林

(中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075)

土木工程结构在服役期间，由于长期的荷载作用、疲劳效应、环境腐蚀、突发效应等因素的影响，内部结构必然会出现一定程度的损伤。当损伤累计达到一定程度时，可能会造成不可逆转的影响。为此，对既有结构进行健康监测具有重要的工程应用价值。损伤识别是结构健康监测的重要组成部分，已取得一定的成果，在固有频率、振型、单元模态应变能等基础上，提出静动力指纹识别方法。为精确地反映结构的真实物理特性，提出基于模型修正的损伤识别方法。仅通过所检测的结构响应来分析结构参数的变化，提出基于实测时域信号的识别方法，以及通过与大数据下的神经网络技术相结合，提出基于神经网络的结构损伤识别等方法[1]。其中基于模态应变能的损伤识别方法由于其广泛的适应性和有效性，已成为结构损伤领域的一个重要研究方向。STUBBS等[2−3]首先把模态应变能方法用于损伤破坏的诊断。随后其对损伤指标进行改进并在简支钢桥上进行准确的损伤定位。SHI等[4]提出利用单元模态变化率对结构进行损伤识别，并在2层平面钢架上进行了实验，验证了所提方法的准确性。刘晖等[5]将材料领域的耗散率引入到单元模态应变能理论中，提出一种新的损伤识别方法。颜王吉等[6]利用单元模态应变能和泰勒公式，导出了单元模态应变能1阶与2阶灵敏度损伤识别方法。……