[发明专利]基于经验模态分解的结构损伤预警方法

摘要

本发明涉及结构损伤识别领域，特别涉及一种基于经验模态分解的结构损伤预警方法,利用结构响应构造振动传递率函数，将振动传递率函数的幅值作为分析信号，通过经验模态分解技术获得固有模式函数，参照信号波形处理技术中的波形指数的定义计算固有模式函数的波形指数，对比结构损伤前后的波形指数来判断结构是否发生了损伤，进行结构损伤预警的方法。本发明可操作性强，提高了处理精度，提高了预警准确度。

主权项

一种基于经验模态分解的结构损伤预警方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：获取结构损伤前后部分测点的加速度响应信号，通过傅里叶变换计算振动传递率函数： T ij ( ω ) = A i ( ω ) A j ( ω ) - - - ( 1 ) 式中，Ai（ω），Aj（ω）为响应信号的傅里叶变换；步骤2：将步骤:1所得的振动传递率函数的幅值作为分析信号，通过经验模态分解技术得： | T ij | = Σ k = 1 n a k + r n ( t ) - - - ( 2 ) 式中，ak为振动传递率函数幅值的固有模式函数，rn(t)为余量；步骤3：参照信号波形处理技术中的波形指数的定义，定义固有模式函数ak的波形指数Fk为： F k = 1 N Σ l = 1 N ( a k ( ω l ) ) 2 / 1 N Σ l = 1 N | a k ( ω l ) | - - - ( 3 ) 式中，N为固有模式函数的点数；步骤4：计算结构损伤前后固有模式函数ak的波形指数Fk的变化量ΔFk，定义损伤预警指标如下： DI = 1 M Σ k = 1 M Δ F k - - - ( 4 ) 式中，M为选定的固有模式函数的数量；通过统计分析定义其门槛值ε，当损伤预警指标DI≤ε时，结构完好，当损伤预警指标DI＞ε时，结构已损伤，发出损伤预警。