[发明专利]一种桥式起重机主梁结构的损伤识别方法

摘要

本发明公开了一种桥式起重机主梁结构的损伤识别方法，基于应变模态分析对桥式起重机主梁结构的损伤进行识别，它包括以下步骤：步骤（1）采集主梁的应变模态数据；步骤（2）计算并拟合应变模态差分曲线；步骤（3）构建损伤位置敏感系数，定量分析确定损伤位置；步骤（4）使用损伤位置相邻的未损伤数据，建立ARMA模型；步骤（5）通过模型进行预测，得到损伤程度系数；步骤（6）建立损伤程度判定方程；步骤（7）结合损伤位置与程度的判定，完成损伤识别。本发明充分利用主梁结构的损伤与其振动力学特性的关系，不需要通过对比损伤前后主梁结构的振动参数或者物理参数来实现损伤识别，从而提高了桥式起重机主梁结构损伤识别的实际工程应用价值与效果。

主权项

1.一种桥式起重机主梁结构的损伤识别方法，其特征在于，基于应变模态分析对桥式起重机主梁结构的损伤进行识别，包括以下步骤：S1，采集主梁的应变模态数据；S2，计算并拟合应变模态差分曲线；S3，构建损伤位置敏感系数，定量分析确定损伤位置；S4，选取与步骤S3确定的损伤位置相邻的未损伤区域，使用该相邻未损伤区域的应变模态差分数据，建立时间序列及自回归滑动平均模型ARMA，预处理后确定ARMA模型形式及模型参数，包括以下步骤：S4.1选取S3确定的损伤位置相邻的未损伤安装节点的应变差分数据，并使用S2得到的应变模态差分曲线上的插值矩阵，共同组成时间序列{x_t}，并进行提取趋势项、零化处理，并进行标准化处理，标准化处理如下：其中，是将选取的未损伤节点的应变模态差分值建立的时间序列，为该时间序列的均值，为该时间序列的方差；S4.2利用自协方差函数R_k的截尾特性，对ARMA模型的自回归参数和滑动平均参数θ_j进行估计，进而确定损伤位置相邻未损伤节点应变差分值数据的ARMA模型：其中，n，m分别为模型的阶次，中i＝1,2,3,...,n，θ_j中j＝1,2,3,...,m，a_t,a_t‑1,…a_t‑m是模型的白噪声序列；S4.3利用AIC信息准则对S4.2建立的ARMA模型的适用性进行检验，即其中，N为时间序列{x_t}中元素的数量，是模型残差的方差；当AIC取得最小值时，S4.2建立的模型为最佳模型；S5，通过步骤S4所建立的ARMA模型，对主梁损伤位置相邻未损伤区域的应变模态差分值进行损伤预测：损伤节点与未损伤节点的间隔为l个间距，计算步骤4.1中的时间序列{x_t}的第l步的数学期望值即为损伤节点的应变模态差分值的预测值；根据预测值与实际损伤位置的应变模态差分值的变化程度，得到损伤程度系数；S6，构建损伤程度判定方程；S7，完成损伤识别。