[发明专利]一种基于损伤梁固有频率快速估算的检测方法

摘要

本发明涉及一种基于损伤梁固有频率快速估算的检测方法。依据断裂力学理论，运用瑞利商，提出利用完好梁结构固有频率和振型估算该结构存在单、多损伤时固有频率的估算公式；进而仅采用固有频率估算公式完成损伤梁结构固有频率与单、多损伤位置和损伤程度关系数据库建立，完成基于模型正问题求解；运用力锤激振模态实验获得实际损伤梁结构固有频率作为输入，利用后向传播神经网络方法求解关系数据库，定量检测出梁结构损伤位置和损伤程度。本发明克服了目前基于模型的损伤梁结构检测方法对损伤梁结构固有频率计算复杂的问题，快速给出损伤梁结构固有频率与单、多损伤位置和损伤程度关系数据库，为基于模型的损伤梁结构检测带来极大的方便。

主权项

1.一种基于损伤梁固有频率快速估算的检测方法，其特征在于：其步骤如下：1)利用损伤扭转线弹簧刚度k_i(i＝1,2,…,n)、完好梁结构的第m阶模态振型y_m、完好梁结构第m阶频率f_m获得第m阶损伤梁结构固有频率为常数项，v_m为截面曲率，k_i为第i个损伤扭转线弹簧刚度；x_i为第i个损伤位置；2)采用1)中的关系式，建立损伤梁结构固有频率与单、多损伤位置和损伤程度关系数据库，3)运用力锤激振模态实验获得实际损伤梁结构的固有频率，并通过获得实际损伤梁结构n个损伤位置和n个损伤程度1)包括以下步骤：一、针对矩形截面梁结构，获得第i个损伤扭转线弹簧刚度k_i：其中E为弹性模量，b为矩形截面梁结构宽度，h为矩形截面梁结构高度，二、针对圆形截面梁结构，获得第i个损伤扭转线弹簧刚度k_i：其中μ为泊松比，r₁为圆形截面梁结构半径，F(η/H)＝1.122‑1.40(η/H)+7.33(η/H)²‑13.08(η/H)³+14.0(η/H)⁴；三、在梁结构存在n个损伤时，第m阶模态应变能减少量ΔU_m：其中为存在n个损伤梁结构上的第m阶模态应变能，U_m为完好梁结构的第m阶模态应变能，M_mi(i＝1,2,…,n)为第i个损伤位置的弯矩；四、获得存在n个损伤梁结构上的第m阶模态动能为完好梁结构的第m阶模态动能T_m，A为截面面积，ρ为材料密度；并获得和ω_m为第m阶完好梁结构角频率，对应的固有频率f_m＝ω_m/2π，为第m阶损伤梁结构角频率，对应的固有频率五、通过获得从而得到I为截面惯性矩。