[发明专利]含非比例结构阻尼框架-剪切结构损伤识别方法及系统

权利要求书

1.一种含非比例结构阻尼框架-剪切结构损伤识别方法，其特征在于，包括：

获取无损的含非比例结构阻尼框架-剪切结构的无损参数；所述无损层参数包括无损质量、无损刚度以及无损阻尼；

根据所述无损参数建立所述含非比例结构阻尼框架-剪切结构在频域下的振动方程；

利用类模态将所述振动方程对应的特征值问题进行解耦，确定无损结构模态参数；所述无损结构模态参数包括特征值、正则复模态矩阵以及正则类模态矩阵；

对所述无损的含非比例结构阻尼框架-剪切结构进行多组不同角频率的简谐激励，获取所述含非比例结构阻尼框架-剪切结构损伤后的损伤振动数据；

根据所述无损结构模态参数以及所述损伤振动数据确定损伤后的含非比例结构阻尼框架-剪切结构的模态参数识别方程；

利用莱文贝格-马夸特Levenberg-Marquardt算法求解所述模态参数识别方程，确定损伤结构模态参数；

结合所述损伤结构模态参数的灵敏度分析，以所述损伤结构模态参数作为损伤检测参数，利用信赖域反射Trust-Region-Reflective算法确定损伤结构损伤参数。

2.根据权利要求1所述的含非比例结构阻尼框架-剪切结构损伤识别方法，其特征在于，所述根据所述无损参数建立所述含非比例结构阻尼框架-剪切结构在频域下的振动方程，具体包括：

根据公式建立所述含非比例结构阻尼框架-剪切结构在频域下的振动方程；其中，K*为复刚度矩阵，K*＝K+iD；M为n×n的质量矩阵，n为正整数；K为n×n的刚度矩阵；D为n×n的结构阻尼矩阵；Ω为角频率；为广义位移幅值向量；为广义激振力幅值向量。

3.根据权利要求2所述的含非比例结构阻尼框架-剪切结构损伤识别方法，其特征在于，所述利用类模态将所述振动方程对应的特征值问题进行解耦，确定无损结构模态参数，具体包括：

获取所述振动方程对应的特征值问题；

根据所述特征值问题确定复特征值和复模态；

利用类模态矩阵，根据所述复特征值组成复特征值矩阵以及所述复模态组成复模态矩阵确定无损结构模态参数。

4.根据权利要求3所述的含非比例结构阻尼框架-剪切结构损伤识别方法，其特征在于，所述根据所述无损结构模态参数以及所述损伤振动数据确定损伤后的含非比例结构阻尼框架-剪切结构的模态参数识别方程，具体包括：

根据公式确定损伤后的含非比例结构阻尼框架-剪切结构的模态参数识别方程；其中，λ_k为第k阶特征值，k＝1，2，...，n；为第k阶第j个坐标的类模态参数；X_j为第j个坐标的广义位移幅值；Y_j为向量的第j个坐标的值。

5.一种含非比例结构阻尼框架-剪切结构损伤识别系统，其特征在于，包括：

无损参数获取模块，用于获取无损的含非比例结构阻尼框架-剪切结构的无损参数；所述无损层参数包括无损质量、无损刚度以及无损阻尼；

振动方程建立模块，用于根据所述无损参数建立所述含非比例结构阻尼框架-剪切结构在频域下的振动方程；

无损结构模态参数确定模块，用于利用类模态将所述振动方程对应的特征值问题进行解耦，确定无损结构模态参数；所述无损结构模态参数包括特征值、正则复模态矩阵以及正则类模态矩阵；

损伤振动数据获取模块，用于对所述无损的含非比例结构阻尼框架-剪切结构进行多组不同角频率的简谐激励，获取所述含非比例结构阻尼框架-剪切结构损伤后的损伤振动数据；

模态参数识别方程确定模块，用于根据所述无损结构模态参数以及所述损伤振动数据确定损伤后的含非比例结构阻尼框架-剪切结构的模态参数识别方程；

损伤结果模态参数确定模块，用于利用莱文贝格-马夸特Levenberg-Marquardt算法求解所述模态参数识别方程，确定损伤结构模态参数；

损伤结构损伤参数确定模块，用于结合所述损伤结构模态参数的灵敏度分析，以所述损伤结构模态参数作为损伤检测参数，利用信赖域反射Trust-Region-Reflective算法确定损伤结构损伤参数。