[发明专利]基于概率不确定性的残余力向量损伤识别方法

说明书

本发明提供了一种基于概率不确定性的残余力向量损伤识别方法，包括步骤：测量待识别结构局部测点的模态信息；构建模态信息和待识别结构的结构损伤参数之间的函数方程；利用概率不确定性定量化技术得到模态信息的概率分布；根据模态信息的概率分布和函数方程得到结构损伤参数的概率分布求解公式；根据结构损伤参数的概率分布求解公式分别得到待识别结构中损伤结构和未损伤结构的损伤参数概率分布；根据损伤结构和未损伤结构的损伤参数概率分布得到待识别结构的损伤期望指标。本发明能够通过结构局部测点的模态信息得到表示结构损伤的损伤期望指标，具有较好的适应性，并能够保证对结构损伤描述的丰富性，同时具有明确的物理意义。

技术领域

本发明涉及结构损伤识别技术领域，具体涉及一种基于概率不确定性的残余力向量损伤识别方法。

背景技术

目前，在进行结构损伤识别时，通常采用的识别方法是基于残余力向量的识别方法。主要是因为残余力向量方法只需要简单的数学操作，并且计算量小。

然而在实际应用中，通常采用的残余力向量方法还存在两方面的问题。其一，是残余力向量方法难以有效地消除测量误差，但是在测量结构模态信息时又会经常存在误差，该误差将造成结构损伤参数的识别结果不准确；其二，是目前的残余力向量方法在进行结构损伤识别时仅仅量化了结构本身的不确定性，未量化测量信息的不确定性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种基于概率不确定性的残余力向量损伤识别方法，能够通过结构局部测点的模态信息得到表示结构损伤的损伤期望指标，具有较好的适应性，并且能够同时描述结构受损伤的程度和概率，保证对结构损伤描述的丰富性，此外能够通过概率统计理论量化模态信息测量误差的影响，具有明确的物理意义。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于概率不确定性的残余力向量损伤识别方法，包括步骤：测量待识别结构局部测点的模态信息；构建所述模态信息和所述待识别结构的结构损伤参数之间的函数方程；利用概率不确定性定量化技术得到所述模态信息的概率分布；根据所述模态信息的概率分布和所述函数方程得到所述结构损伤参数的概率分布求解公式；根据所述结构损伤参数的概率分布求解公式分别得到所述待识别结构中损伤结构和未损伤结构的损伤参数概率分布；根据所述损伤结构和未损伤结构的损伤参数概率分布得到所述待识别结构的损伤期望指标。

根据本发明实施例的基于概率不确定性的残余力向量损伤识别方法，首先测量待识别结构局部测点的模态信息，其次构建模态信息和所述待识别结构的结构损伤参数之间的函数方程，再次利用概率不确定性定量化技术得到所述模态信息的概率分布，然后根据概率分布和函数方程得到所述结构损伤参数的概率分布求解公式，再然后根据损伤参数概率分布求解公式得到待识别结构的损伤参数概率分布，最后根据损伤参数概率分布得到待识别结构的损伤期望指标，由此，能够通过结构局部测点的模态信息得到表示结构损伤的损伤期望指标，具有较好的适应性，并且能够同时描述结构受损伤的程度和概率，保证对结构损伤描述的丰富性，此外能够通过概率统计理论量化模态信息测量误差的影响，具有明确的物理意义。

另外，根据本发明上述实施例提出的基于概率不确定性的残余力向量损伤识别方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，构建所述模态信息和所述待识别结构的结构损伤参数之间的函数方程包括：建立所述待识别结构的有限元模型并修正；确定所述待识别结构进行结构损伤识别的模态阶次，以获得修正的所述有限元模型的位移模态矩阵；根据所述位移模态矩阵构建所述模态信息和所述待识别结构的结构损失参数之间的函数方程。

进一步地，所述函数方程为：

其中，Δα为单元刚度折减系数向量，S^R为缩聚后的灵敏度矩阵，为缩聚后的残余力向量。

根据本发明的一个实施例，利用概率不确定性定量化技术量化所述模态信息中模态振型和模态频率的概率分布。