基于隨機子空間方法的結構模態(tài)分析及損傷識別.pdf

1、在結構健康監(jiān)測中，選取合適的結構模態(tài)參數(shù)構造損傷指標是損傷識別成功的關鍵。目前，基于位移模態(tài)的損傷識別方法已廣泛應用于航空航天、機械及土木工程等領域。而較早以前就有研究者發(fā)現(xiàn)，應變模態(tài)對結構損傷比位移模態(tài)更敏感，更適合用來構造損傷指標。本文采用隨機子空間方法進行位移模態(tài)和應變模態(tài)識別，分別用其構造損傷指標進行損傷識別，并對它們的損傷識別效果進行對比。
　　 首先介紹了峰值法、頻域分解法和隨機子空間法等模態(tài)參數(shù)識別方法。通過仿真算

2、例，驗證了隨機子空間方法不但能準確識別系統(tǒng)的頻率，而且能很好地識別系統(tǒng)的模態(tài)振型和阻尼。
　　 考察了測量噪音對位移模態(tài)參數(shù)識別的影響，基于隨機子空間識別法的位移模態(tài)識別抗噪性較好。由損傷前后位移模態(tài)振型變化無法直接識別出結構是否有損傷。采用位移模態(tài)構建的模態(tài)柔度曲率差(MFC)指標可以識別出損傷部位，但是受噪聲干擾嚴重。
　　 考慮到應變模態(tài)比位移模態(tài)對損傷更敏感，利用應變信號建立基于應變的隨機子空間狀態(tài)模型進行了應變

3、模態(tài)參數(shù)識別，并采用應變模態(tài)構建的MFC指標進行損傷識別?；诰€單元的有限元模型仿真算例結果表明，位移模態(tài)與應變模態(tài)的固有頻率相等；根據(jù)應變模態(tài)損傷前后振型曲線的突變可以大致定位損傷，而位移模態(tài)不行；用應變模態(tài)構建的MFC指標抗噪性好，但應變測點位置不位于損傷部位時，就無法識別出損傷位置。位移模態(tài)對測點的布置雖然沒有像應變模態(tài)那樣的要求，但抗噪性很差。
　　 作為對比分析，建立了實體有限元模型進行應變模態(tài)損傷識別。結果表明，當采