结构损伤识别的广义均布载荷面法

赵建刚 张玉祥 陈家照 姜勰

摘要： 针对多数情况下受损结构的损伤前参数无法获得，且实际中结构高阶模态较难获取的问题，从理论上推导并提出广义均布载荷面的损伤识别方法。分别构建广义均布载荷面曲率和基于最小二乘多项式拟合广义均布载荷面曲率的损伤指标。以两端固支的T型简支梁为例，数值分析和对比柔度曲率、均布载荷面曲率、广义均布载荷面曲率和基于最小二乘多项式拟合广义均布载荷面曲率四种指标的损伤识别效果，结果表明：上述四种指标均只需低阶模态参数就可识别出损伤，但后三种指标的识别效果优于第一种;广义均布载荷面曲率指标比均布载荷面曲率指标截断误差小，并具有一定的抗噪性;只有基于最小二乘多项式拟合广义均布载荷面曲率指标只需结构损伤后的参数，更具有实际应用价值。

关键词： 损伤识别; 广义均布载荷面; 最小二乘多项式; 截断误差; 抗噪性

中图分类号： O327; V214.3+7 文献标志码： A 文章编号： 1004-4523（2021）05-0987-08

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2021.05.012

引 言

近年来，结构损伤识别作为结构健康监测的关键技术，逐渐成为人们研究的热点。早期基于动力特性结构的损伤识别，主要是根据结构损伤导致结构刚度变化，进而引起结构模态参数（模态频率和模态振型）的改变这一特性来识别损伤[1]。研究发现，在实际环境中可以从结构的振动信号中以较高精度提取出模态振型和频率[2]。然而单一的频率或是振型对损伤识别的敏感程度并不是很高，于是基于结构固有频率或固有频率和振型组合的指标被提出并应用于实际的损伤识别中。……