结构损伤识别中的模型缩聚问题 被引量：10

1

作者 刘济科 杨秋伟 邹铁方 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期1-4,8,共5页

将逐级近似模型缩聚法用于工程结构损伤识别问题中。以一个平面桁架结构为算例,比较了残余力向量法在各级缩聚模型下的损伤识别结果。结果表明:无论对哪种缩聚方法,并非缩聚模型的级数越高损伤识别效果越好,采用逐级近似的GUYAN法时第... 将逐级近似模型缩聚法用于工程结构损伤识别问题中。以一个平面桁架结构为算例,比较了残余力向量法在各级缩聚模型下的损伤识别结果。结果表明:无论对哪种缩聚方法,并非缩聚模型的级数越高损伤识别效果越好,采用逐级近似的GUYAN法时第二级缩聚模型识别精度最高,采用改进GUYAN递推缩聚法时第一级缩聚模型识别精度最好。分析了出现这种结果的深层次原因,指出了在模型缩聚逐级近似过程中存在的对结构损伤识别有利和不利的2种趋势,给出了良好的模型缩聚方法应该满足的2个条件。 展开更多

关键词 损伤识别 模型缩聚 残余力向量法 Guyan法

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模型缩聚-模型修正迭代方法的研究 被引量：5

2

作者 张以帅 洪嘉振 李伟明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期23-26,42,共5页

模型修正中通常需要解决自由度匹配问题,模型缩聚是解决这一问题的一种方法。当有限元建模误差较大时,模型缩聚的近似会大大降低模型修正的精度。针对这一问题,提出了模型缩聚-模型修正迭代方法,消除模型缩聚带来的误差。文中应用IRS缩... 模型修正中通常需要解决自由度匹配问题,模型缩聚是解决这一问题的一种方法。当有限元建模误差较大时,模型缩聚的近似会大大降低模型修正的精度。针对这一问题,提出了模型缩聚-模型修正迭代方法,消除模型缩聚带来的误差。文中应用IRS缩聚和基于频响函数的模型修正方法对提出的迭代方法进行了具体讨论。通过板梁混合结构的数值模拟实验,比较了现有修正方法和迭代修正方法的修正精度。结果表明提出的迭代方法有效提高了修正精度,使修正后的模型频率和物理参数更逼近真实值。同时该方法具有较高的迭代收敛效率,符合实际工程应用的要求。 展开更多

关键词 模型修正 模型缩聚 有限元

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基于模型缩聚的结构损伤统计识别

3

作者 尹涛 林向晖 朱宏平 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2009年第7期821-832,共12页

提出了一种基于有限元模型缩聚技术的结构损伤统计识别方法,该方法仅需要少量传感器的测量数据.首先基于模型缩聚技术建立确定性的损伤识别过程,然后利用摄动法将概率过程融入确定性的损伤识别中,从而得到了一种基于概率统计的结构损伤... 提出了一种基于有限元模型缩聚技术的结构损伤统计识别方法,该方法仅需要少量传感器的测量数据.首先基于模型缩聚技术建立确定性的损伤识别过程,然后利用摄动法将概率过程融入确定性的损伤识别中,从而得到了一种基于概率统计的结构损伤识别方法.该方法通过计算未知参数(如损伤构件的弹性特征)对于测量噪声的一阶与二阶偏导数,来得到这些未知参数的均值与协方差矩阵.文中不仅阐述了该方法的理论推导过程,而且通过一个门式框架的数值仿真研究,并结合MonteCarlo数值模拟技术验证了该文方法的正确性. 展开更多

关键词 损伤识别 模型缩聚 摄动法 MONTE Carlo数值模拟

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面向缩聚模型的结构损伤识别研究 被引量：4

4

作者 李蕊 周丽 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期101-107,共7页

为了减少结构健康监测系统中传感器的数量,创新性地结合缩聚原理和自适应二次乘方和误差法提出了一种面向缩聚模型的结构损伤识别方法.根据模型缩聚原理对结构有限元模型进行了缩聚,依据缩聚后有限元模型、利用自适应二次乘方和误差法... 为了减少结构健康监测系统中传感器的数量,创新性地结合缩聚原理和自适应二次乘方和误差法提出了一种面向缩聚模型的结构损伤识别方法.根据模型缩聚原理对结构有限元模型进行了缩聚,依据缩聚后有限元模型、利用自适应二次乘方和误差法对结构参数进行了识别和追踪,从而实现了结构损伤的识别.对某一大型平面桁架结构进行了仿真,期间考虑了白噪声和地震波的影响;对某一悬臂梁结构进行了实验,以研究白噪声、正弦、拟El-Centro 3种激励下的6种情况.结果表明:所提方法只需使用少量的传感器便可精确地识别出结构中损伤的发生时刻和损伤的程度及位置,仿真结果的最大误差小于3%,实验结果的最大误差小于5%. 展开更多

关键词 结构健康监测 模型缩聚 损伤识别

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液体火箭POGO振动缩聚模型研究 被引量：6

5

作者 王庆伟 王小军 +2 位作者 张青松 潘辉 谭述君 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期8-13,36,共7页

针对液体火箭POGO模型中推进系统模型难以降阶的问题,提出了一种POGO模型缩聚的方法。利用广义逆迭代法只对输送管路的有限元模型模态分解,选取管路任意阶次模态方程与其余部件的方程组合得到推进系统的缩聚模型,进而与结构系统模态方... 针对液体火箭POGO模型中推进系统模型难以降阶的问题,提出了一种POGO模型缩聚的方法。利用广义逆迭代法只对输送管路的有限元模型模态分解,选取管路任意阶次模态方程与其余部件的方程组合得到推进系统的缩聚模型,进而与结构系统模态方程耦合得到POGO振动缩聚模型。当蓄压器作为纯柔性元件或非纯柔性元件时,缩聚模型的维度由管路的模态变量、结构模态变量再加1或2组成。模型的维度大大降低且算例表明其具有很高的精度。基于缩聚模型研究了某液体火箭蓄压器能量值和惯性对POGO稳定性的影响。研究得出,对于纯柔性或非纯柔性的蓄压器设计,能量值和惯性对不同时刻耦合模型稳定性具有不同的、非单调的影响规律。当耦合而导致结构系统频率大幅降低时,合理的调节蓄压器的能量值或惯性可以显著的增大结构耦合阻尼比,增强结构的稳定性。 展开更多

关键词 POGO 缩聚模型 稳定性 蓄压器

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利用频响函数对阻尼结构进行模型修正的方法 被引量：1

6

作者 保宏 赵冬竹 +1 位作者 王从思 米建伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期68-72,共5页

基于频响函数和模型缩聚技术提出了一个动力结构模型修正方法。与传统频响函数法相比,由于引入了阻尼刚度比,减少了修正参数,提高了计算效率。并且针对传统频响函数法测试维数过高的缺点,引入模型缩聚技术,降低了模型测量维数的要求。... 基于频响函数和模型缩聚技术提出了一个动力结构模型修正方法。与传统频响函数法相比,由于引入了阻尼刚度比,减少了修正参数,提高了计算效率。并且针对传统频响函数法测试维数过高的缺点,引入模型缩聚技术,降低了模型测量维数的要求。数值算例证明了本方法的有效性与可行性。本方法可以对有阻尼的模型进行修正,克服了模态修正法的缺点;利用模型缩聚减小了测试点的数目,引进单元阻尼刚度比。与传统的频响函数修正法相比,减少了修正未知数,提高计算效率,并且修正结果也较准确。 展开更多

关键词 模型修正 频率响应函数 模型缩聚

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结构有限元模型修正的频响函数方法 被引量：3

7

作者 夏益霖 《振动工程学报》 EI CSCD 1993年第4期376-379,共4页

在将结构有限元模型的修正量表示为子结构的误差因子的线性函数的基础上,导出了一种利用试验频响函数修正有限元模型的质量、刚度和阻尼矩阵的方法。为减少大型复杂结构有限元模型修正的计算量,使用改进缩聚系统(IRS)方法缩减模型的自... 在将结构有限元模型的修正量表示为子结构的误差因子的线性函数的基础上,导出了一种利用试验频响函数修正有限元模型的质量、刚度和阻尼矩阵的方法。为减少大型复杂结构有限元模型修正的计算量,使用改进缩聚系统(IRS)方法缩减模型的自由度。该方法可以在结构振动试验的测量自由度小于模型自由度的情况下得到模型修正量,并使修正后的模型保持原有的自由度和稀疏特性。 展开更多

关键词 结构模型 频率响应 有限元模型 模型缩聚

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基于可测点信息的模型参数修正方法 被引量：2

8

作者 周睿 陈力奋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期70-73,共4页

研究了基于灵敏度计算直接法的有限元模型修正方法,在模型缩聚中采用迭代降阶(IOR)技术,以使缩聚模型的特征对与原分析模型保留自由度的对应模态及频率完全一致,在模型修正过程中,得到收敛于可测点信息的参数修正量。仿真算例表明,所提... 研究了基于灵敏度计算直接法的有限元模型修正方法,在模型缩聚中采用迭代降阶(IOR)技术,以使缩聚模型的特征对与原分析模型保留自由度的对应模态及频率完全一致,在模型修正过程中,得到收敛于可测点信息的参数修正量。仿真算例表明,所提出的基于IOR技术的模型修正方法有效可行。 展开更多

关键词 模型缩聚 灵敏度分析 模型修正

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固体火箭发动机模态分析的缩聚方法 被引量：6

9

作者 赵玉成 杨瑄 +2 位作者 张亚红 白长青 许庆余 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期98-100,共3页

对于一些复杂结构的模态分析,要得到能够指导工程设计的结果,几何模型和力学模型划分单元必须足够多,这必然耗费大量的空间和时间资源,并导致计算困难。文中以某上面级固体火箭发动机模态分析为例,利用有限元法、固定界面法和Guyan缩聚... 对于一些复杂结构的模态分析,要得到能够指导工程设计的结果,几何模型和力学模型划分单元必须足够多,这必然耗费大量的空间和时间资源,并导致计算困难。文中以某上面级固体火箭发动机模态分析为例,利用有限元法、固定界面法和Guyan缩聚法进行自由度缩聚后再进行模态分析,分析结果令人满意。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 模态分析 有限元法 固定界面法 缩聚模型

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运用改进残余力向量法的结构损伤识别研究 被引量：12

10

作者 何伟 陈淮 +1 位作者 王博 李静斌 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期379-382,共4页

针对结构损伤识别时测试结构模态振型不完备的情况,采用了自由度凝聚方法进行模型凝聚,并给出了缩聚模型的残余力向量计算公式,证明了残余力向量对结构损伤单元的敏感性。为减小自由度凝聚及测量等因素带来的误差影响,提出了一种改进的... 针对结构损伤识别时测试结构模态振型不完备的情况,采用了自由度凝聚方法进行模型凝聚,并给出了缩聚模型的残余力向量计算公式,证明了残余力向量对结构损伤单元的敏感性。为减小自由度凝聚及测量等因素带来的误差影响,提出了一种改进的残余力向量法。该方法首先通过测试损伤结构多阶模态得到残余力向量,并计算相对于损伤前结构的残余力向量得到残余力向量差矩阵,选取向量差矩阵各行元素中最大绝对值组成改进的残余力向量。损伤识别时,先运用改进的残余力向量确定可能损伤单元,再运用筛选法计算单元损伤程度。数值仿真算例说明,采用该方法只需结构的前几阶低阶频率和振型,就可以快速准确地识别出结构的损伤,显示了该方法具有较好的抗噪性。 展开更多

关键词 损伤识别 残余力向量 模型缩聚 噪声

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自由度匹配技术在网壳结构损伤识别应用中的比较研究 被引量：8

11

作者 刘伟 高维成 孙毅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期107-111,共5页

测试自由度与有限元模型自由度不匹配是损伤识别技术应用于实际工程的最大障碍,动力模型缩聚和特征向量扩充技术是解决这一问题的主要手段。提出了基于剩余模态力和最小秩摄动理论的两阶段损伤识别算法,对几种模型缩聚技术和特征向量扩... 测试自由度与有限元模型自由度不匹配是损伤识别技术应用于实际工程的最大障碍,动力模型缩聚和特征向量扩充技术是解决这一问题的主要手段。提出了基于剩余模态力和最小秩摄动理论的两阶段损伤识别算法,对几种模型缩聚技术和特征向量扩充技术在网壳结构损伤识别应用中的可行性、优缺点及适用范围进行了比较研究。通过单层短程线网壳结构模型的数值模拟,同时考虑测试噪声影响,实现了测试信息不完备情况下的网壳结构损伤识别。结果表明,本文所提出的损伤识别算法可以识别出网壳结构的单位置刚度损伤,而且利用Guyan静态缩聚法和Guyan扩充法进行自由度匹配后的损伤识别结果非常准确,它们是网壳结构损伤识别应用中模型自由度匹配的最佳选择。 展开更多

关键词 网壳 损伤识别 模型缩聚 特征向量扩充 剩余模态力

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基于静力残余力向量的结构损伤评估方法 被引量：7

12

作者 杨秋伟 周聪 +1 位作者 李翠红 罗帅 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期625-630,共6页

残余力向量法是一类常用的损伤识别方法,现有的残余力向量法都是基于动力测试的模态参数,和动力测试数据相比,静力测试数据往往精度更高,且无需模态分析等复杂操作。鉴于此,本文提出一种静力残余力向量法用于结构损伤评估。所提方法利... 残余力向量法是一类常用的损伤识别方法,现有的残余力向量法都是基于动力测试的模态参数,和动力测试数据相比,静力测试数据往往精度更高,且无需模态分析等复杂操作。鉴于此,本文提出一种静力残余力向量法用于结构损伤评估。所提方法利用静力测试位移数据,并结合结构有限元模型的刚度矩阵,定义了静力残余力向量,根据该向量中不为零的元素来判断损伤自由度,再根据自由度和单元之间的对应关系来确定发生损伤的位置,并进一步提出一种求解损伤参数的代数解法。另外,针对实践中角位移难以测量的情况,进一步提出了一种静力缩聚残余力向量法,拓宽了所提方法的应用范围。以桁架结构和梁结构模型为例对所提方法进行了验证,数值算例结果说明所提方法合理有效。 展开更多

关键词 损伤识别 残余力向量 静力测试 模型缩聚 位移 代数解

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基于不完全测量的结构损伤识别研究 被引量：1

13

作者 李蕊 周丽 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2011年第1期25-30,共6页

自适应序贯非线性最小二乘法是一种新型的损伤识别方法.为了减少结构中传感器的数量,将有限元模型缩聚理论与自适应序贯非线性最小二乘法相结合,用于结构的损伤识别——基于缩聚模型的自适应序贯非线性最小二乘法.为了验证该方法的有效... 自适应序贯非线性最小二乘法是一种新型的损伤识别方法.为了减少结构中传感器的数量,将有限元模型缩聚理论与自适应序贯非线性最小二乘法相结合,用于结构的损伤识别——基于缩聚模型的自适应序贯非线性最小二乘法.为了验证该方法的有效性,对一悬臂梁结构进行了试验研究,研究中考虑了白噪声、正弦、和EL-Centro地震波三种激励下的六种工况.研究结果表明,基于缩聚模型的自适应序贯非线性最小二乘法是一种有效的结构损伤识别方法,根据该方法,只需要使用少量的传感器即可准确地识别出结构中损伤的发生时刻、损伤的程度和位置. 展开更多

关键词 结构健康监测 模型缩聚 自适应序贯非线性最小二乘法 系统识别 损伤识别

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环境激励下基于柔度矩阵分解的损伤诊断 被引量：4

14

作者 李国庆 罗帅 +2 位作者 苏睿 王泽铭 汪城 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2021年第3期292-298,共7页

为了解决环境激励作用下结构自由度不完备对损伤诊断的影响,提出了一种基于自由度缩聚的比例柔度矩阵分解损伤诊断法.利用附加质量法求解出环境激励作用下振型关于质量归一化因子.进而根据质量归一化因子和比例柔度矩阵系数之间的关系,... 为了解决环境激励作用下结构自由度不完备对损伤诊断的影响,提出了一种基于自由度缩聚的比例柔度矩阵分解损伤诊断法.利用附加质量法求解出环境激励作用下振型关于质量归一化因子.进而根据质量归一化因子和比例柔度矩阵系数之间的关系,构建出其比例柔度矩阵,再通过使用QR矩阵分解法对构建出的比例柔度矩阵进行分解.以分解后得到的三角矩阵(R矩阵)作为研究对象,将R矩阵经过相应的数学算法处理得到最终损伤定位指标.算例研究表明:在环境激励作用下考虑自由度缩聚的影响,无论对于单损伤还是多损伤,所提损伤定位指标均表现出较高的准确性,且具有一定的鲁棒性.该文基于矩阵分解法推导出的损伤定位指标可以应用在环境激励作用下的损伤诊断,同时也为自由度不完备结构的损伤诊断提供了新研究思路. 展开更多

关键词 损伤定位 比例柔度矩阵 矩阵分解法 模型缩聚 抗噪分析

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共聚型磷系阻燃聚酯聚合反应动力学及其性能 被引量：13

15

作者 陈咏 王颖 +4 位作者 何峰 王静 朱志国 董振峰 王锐 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期13-19,共7页

为探究共聚型磷系阻燃聚酯的反应规律及其影响因素,以2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)为阻燃剂制备不同磷含量的阻燃共聚酯,建立了聚酯反应动力学模型并分析其影响因素。借助红外光谱仪、差示扫描量热仪、热失重测试仪、极限氧指数仪、锥形... 为探究共聚型磷系阻燃聚酯的反应规律及其影响因素,以2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)为阻燃剂制备不同磷含量的阻燃共聚酯,建立了聚酯反应动力学模型并分析其影响因素。借助红外光谱仪、差示扫描量热仪、热失重测试仪、极限氧指数仪、锥形量热仪对聚酯的结构及性能进行测试与分析。结果表明:随着CEPPA质量分数的增加,缩聚反应活化能逐渐增大,最高增加至106.83kJ/mol;聚合物的玻璃化转变温度、熔点均呈下降趋势;阻燃剂中磷元素以共价键形式共聚到PET分子链中,抑制了分子链的结晶;当磷含量为1%时,阻燃共聚酯的极限氧指数达到31%,引燃时间明显延长,最大热释放速率降低了24%,阻燃效果显著。 展开更多

关键词 聚酯 缩聚反应动力学模型 阻燃剂 磷系阻燃聚酯

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爆炸冲击载荷下复杂细长结构减振系统优化 被引量：3

16

作者 张涛 胡会朋 +1 位作者 卢丙举 秦丽萍 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第19期42-46,共5页

本文研究了水下非接触爆炸冲击载荷下复杂细长结构冲击响应动力学建模、计算方法及减振系统优化设计方法。通过缩聚梁建模方法建立了某复杂细长结构减振系统动力学计算模型,分析了该细长结构承受冲击载荷时的动响应特性。为实现细长结... 本文研究了水下非接触爆炸冲击载荷下复杂细长结构冲击响应动力学建模、计算方法及减振系统优化设计方法。通过缩聚梁建模方法建立了某复杂细长结构减振系统动力学计算模型,分析了该细长结构承受冲击载荷时的动响应特性。为实现细长结构减振系统优化设计,通过APDL编程建模实现了缩聚模型中减振垫位置参数化建模,基于二次序列规划优化算法,对减振垫布置、刚度进行了优化设计,提高了细长结构减振系统的缓冲减振能力。 展开更多

关键词 减振系统 细长结构 缩聚模型 参数化建模

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航行体水下发射过程薄壁贮运筒变形控制研究 被引量：1

17

作者 胡会朋 姚保太 +1 位作者 秦丽萍 郭敬彬 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第9期160-164,共5页

建立了航行体水下水下发射刚体动力学计算模型,计算提取了水下发射过程贮运筒的受力。采用缩聚梁建模方法建立了薄壁贮运筒动力学等效模型,以刚体动力学模型求得的贮运筒受力为动载荷输入,利用瞬态动力学的方法,实现了水下发射过程贮运... 建立了航行体水下水下发射刚体动力学计算模型,计算提取了水下发射过程贮运筒的受力。采用缩聚梁建模方法建立了薄壁贮运筒动力学等效模型,以刚体动力学模型求得的贮运筒受力为动载荷输入,利用瞬态动力学的方法,实现了水下发射过程贮运筒变形的解耦计算。通过调整贮运筒弹性支撑的刚度及位置,论证分析了航行体水下发射过程薄壁贮运筒变形与弹性支撑布置位置、刚度、阻尼的关系,研究了水下发射过程薄壁贮运筒变形控制方法。 展开更多

关键词 水下发射 刚体动力学 缩聚模型 弹性支撑

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爆炸冲击载荷下高压气瓶及其管道系统抗冲性能优化方法研究 被引量：1

18

作者 张义忠 王帅 马天宇 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第19期17-20,共4页

本文研究水下非接触爆炸冲击载荷下高压气瓶及其管道系统冲击响应动力学建模、计算方法及减振系统优化设计方法。首先通过缩聚梁建模方法建立了某高压气瓶及其管道系统动力学计算模型,使用动态设计分析方法分析该系统承受冲击载荷时的... 本文研究水下非接触爆炸冲击载荷下高压气瓶及其管道系统冲击响应动力学建模、计算方法及减振系统优化设计方法。首先通过缩聚梁建模方法建立了某高压气瓶及其管道系统动力学计算模型,使用动态设计分析方法分析该系统承受冲击载荷时的动响应特性。为实现高压气瓶及其管道系统优化设计,基于ISIGHT软件搭建优化平台,通过二次序列规划等优化算法,对高压气瓶及其管道系统多个隔振器刚度进行组合优化设计,提高了高压气瓶及其管道减震系统的缓冲抗冲隔振能力。 展开更多

关键词 缩聚模型 动态设计分析方法 优化设计 管道

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采用多级模态组响应重构的密集模态损伤识别方法

19

作者 邹云峰 董欢枝 +2 位作者 卢玄东 何旭辉 蔡陈之 《振动工程学报》 2025年第9期1955-1966,共12页

受限于常见的密集模态和庞大的结构维数,基于模态参数的损伤识别难以应用于土木结构中。为此,本文提出一种采用多级模态组响应重构的密集模态损伤识别方法。针对密集模态的情况,将频率间隔小的几个模态归为一组,并提取整个模态组响应作... 受限于常见的密集模态和庞大的结构维数,基于模态参数的损伤识别难以应用于土木结构中。为此,本文提出一种采用多级模态组响应重构的密集模态损伤识别方法。针对密集模态的情况,将频率间隔小的几个模态归为一组,并提取整个模态组响应作为损伤敏感特性。采用多级损伤识别和模型缩聚策略,在超单元级损伤定位中,通过模型缩聚将原结构转换为自由度更少的超单元模型,再定义模态组响应应变能作为损伤指标求解最小化问题,实现损伤超单元的定位;在单元级损伤识别中,将最小化问题表述为重构和实际的模态组响应的误差,从而实现损伤单元的定位和量化。通过数值模拟研究和试验验证,阐述了该方法的运算过程,证明了其可行性。与传统方法对比的结果表明,该方法一方面通过多级识别策略和模型缩聚提高了损伤识别的精度和效率,另一方面通过将模态组作为损伤敏感特性,弥补了基于模态识别的方法面对密集模态时无法准确识别损伤的不足,无论密集模态存在与否都可基于结构的应力、应变、位移、加速度等多种动力响应进行损伤识别。 展开更多

关键词 模态组响应 密集模态 多级损伤识别 模型缩聚

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