四元数联合传递率在结构状态检测中的应用

任同群,郑培珍,徐征,王晓东

(1.大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁 大连116024;2.大连理工大学 微纳米技术及系统辽宁省重点实验室,辽宁大连116024)

0 引言

在实际工程中,多数情况下结构的激励未知或不易测得,这导致无法准确识别结构的模态参数,进而限制了基于结构参数变化的损伤检测方法的应用。相比之下,直接基于振动响应信号分析的状态检测方法不影响结构正常运行且费用较低,已成为目前结构健康检测的研究热点,也得到了广泛的工程应用,其基本过程包括损伤特征提取与分类[1-4]。

在众多所提取的损伤特征中,振动传递率反映了结构两测点之间的全部力学特性,可表示为结构刚度、阻尼和质量等物理参数的函数。Fauziyah等人[5]利用加速度计阵列测量多泵间的振动传递率,实现了多泵的故障诊断。Dong等人[6]基于振动传递率对随机激励下的螺栓松动监测进行了研究,克服了常用的振动方法在发现螺栓局部松动方面的不足。杨斌[7]采用相空间重构方法进行振动传递率函数分析,重构振动传递率函数矩阵,并以其奇异值熵作为损伤指标,提高了检测方法的抗干扰性。Luo等人[8]以加权传递率作为损伤指标评估结构状态,提高了TF的信噪比。Chen等人[9]利用神经网络,提取基于振动传递率的损伤诊断指标,并验证了其正确性。

在上述研究中,振动传递率仅基于单通道信号计算获得。在工程应用中,测试信号是实际振动在传感器敏感方向的投影。……