[发明专利]一种结构损伤识别方法及系统

权利要求书

1.一种结构损伤识别方法，其特征在于，所述方法包括：

采用有限元法将所述结构划分为多个单元；

以结构的固有频率和模态的相对误差为目标，构造目标函数；

根据目标函数，采用改进后的大爆炸算法，确定各所述单元的损伤系数；

根据各所述单元的损伤系数确定所述结构的损伤位置和损伤程度；

其中，所述根据目标函数，采用改进后的大爆炸算法，确定各所述单元的损伤系数，具体包括：

获取有限元频率方程其中，K为所述结构的刚度矩阵，M为所述结构的质量矩阵，为根据有限元法计算得到的所述结构的第i阶固有频率，为根据有限元法计算得到的所述结构的第i阶模态；

获取所述结构的刚度矩阵和质量矩阵其中，q为划分单元的数量，为第l个单元的刚度矩阵，为第l个单元的质量矩阵，α_l为第l个单元的刚度损伤系数，β_l为第l个单元的质量损伤系数；

随机生成N组损伤系数其中，α＝[α₁,α₂,...,α_l,...,α_q]^T和β＝[β₁,β₂,...,β_l,...,β_q]^T；

根据计算得到质心其中，f_n为将第n组损伤系数对应的目标函数值；

根据质心采用改进后的大爆炸算法得到多个新的质心

根据计算得到其中，为第n个新质心，N'为新质心的数量，为第n个新质心对应的目标函数值；

判断是否小于设定阈值；

如果否，则将代替跳转至所述根据质心采用改进后的大爆炸算法得到多个新的质心步骤，进行下一次迭代；

如果是，则将确定为所述结构的损伤矩阵，所述损伤矩阵为所述结构各单元的损伤系数的集合；

其中，所述采用改进后的大爆炸算法得到多个新的质心具体包括：

根据随机生成多个候选质心其中，为每个单元损伤系数的范围，r为服从标准正态分布的随机数，k为迭代次数，k_max为设定迭代次数，γ为设定值；

根据计算得到新质心其中，J为候选质心的数量，为第j个候选质心，f_j为第j个候选质心对应的目标函数值；

根据确定所述新质心的数量N'，其中，NT为设定值，a为限速参数，[]表示取整；

重复根据随机生成多个候选质心步骤和根据计算得到新质心步骤N'次，得到N'个新质心。

2.根据权利要求1所述的结构损伤识别方法，其特征在于，所述以结构的固有频率和模态相对误差为目标，构造目标函数，具体包括：

以结构的固有频率和模态相对误差为目标，构造目标函数其中，为根据有限元法计算得到的所述结构的第i阶固有频率，为实际测量得到的所述结构的第i阶固有频率，为根据有限元法计算得到的所述结构的第i阶模态，为实际测量得到的所述结构的第i阶模态，p为选取的频率和模态的阶数。