基於互相關函數幅值向量的隨機振動結構損傷的檢測方法
2023-07-07 22:55:01
專利名稱：基於互相關函數幅值向量的隨機振動結構損傷的檢測方法
(一)所屬領域本發明屬於結構工程領域，具體是一種基於互相關函數幅值向量的隨機振動結構損傷的檢測方法。
背景技術：
結構損傷檢測技術在結構工程和機械工程領域有著廣闊的應用前景。目前的多數結構損傷檢測方法都是基於結構模態參數識別的，即先進行結構模態參數的識別，再由識別出的結構模態參數計算出結構的物理參數，通過對比結構的物理參數來檢測出結構的損傷；或者直接用識別出的結構模態參數來檢測結構的損傷。因此模態參數識別方法和精度在這類損傷檢測方法中就顯得很重要。結構的模態參數識別方法有很多種，其中成熟的一類方法是對待檢測結構採用人工激勵方式獲得振動響應後進行模態參數識別，但很多情況下需要對工作狀態中的結構進行在線的損傷檢測時，就不便採用人工激勵方式，需要用隨機振動結構的模態參數識別方法，這類方法主要有峰值拾取法、頻域分解法、自然激勵法、隨機減量法、時間序列法等等。但這些方法都要在結構受白噪聲激勵的前提下才可以使用，而結構在工作狀態下所受的環境激勵多為窄帶隨機激勵，為了滿足這個條件，工程上將結構在一個較長時間內所受的激勵近似地看作白噪聲激勵，所以在識別結構模態參數時要記錄結構較長時間的響應歷程。
發明內容
為解決現有技術中存在的將結構所受的窄帶隨機激勵近似地看作白噪聲激勵時，在識別結構模態參數時要記錄結構較長時間響應歷程的不足，而滿足在窄帶隨機激勵環境下在線檢測結構損傷的需求，本發明提出了一種檢測隨機振動結構損傷的方法。
本發明根據隨機振動結構上兩點響應信號的互相關函數與結構的頻率響應函數以及結構所受外激勵頻譜之間的關係，利用隨機振動結構響應信號構造出數學量，提出了互相關函數幅值向量的概念對於一個隨機振動的結構，根據其尺寸的大小、可能損傷部位的數目及信號採集設備的通道數目，選取若干個測量點，同時採集這些測量點的一段時域響應信號，選取其中一點的響應信號為參考信號並與其它各點響應信號做互相關函數運算，取每個互相關函數的最大幅值組成一個向量，即互相關函數幅值向量。互相關函數幅值向量的形狀取決於結構的頻率響應函數和結構所受外激勵的頻譜。結構損傷後，其頻率響應函數會發生變化，所以在外激勵頻譜不變的情況下，互相關函數幅值向量形狀若發生變化，則可斷定結構的頻率響應函數發生了變化，也就說明結構發生了損傷。再通過計算完好結構和當前結構互相關函數幅值向量的相關性係數來量化結構損傷的程度；通過比較完好結構和損傷結構的互相關函數幅值向量中對應元素分量的變化來確定結構的損傷位置。
基於互相關函數幅值向量的隨機振動結構損傷檢測的具體方法為第一步建立並測試完好結構的互相關函數幅值向量對於一個隨機振動的結構，根據其尺寸的大小、可能損傷部位數目及信號採集設備的通道數目，選取n個響應測量點，將結構上測量點按空間方向依次編號為l，2，Λ，n，同時採集一段時間內n個點的響應信號，計算某一點k的響應xk(t)與其它各點響應xl(t)(l為測量點編號，l＝1，2，Λ，n)之間的互相關函數Rkl(τ)。因為測量信號中不可避免地含有測量噪聲，而Rkl(τ)的最大絕對值受測量噪聲的影響較小，誤差也較小，所以用Rkl(τ)在最大絕對值處的值來組成該向量。設Rkl(τ)在τ＝τl處有最大絕對值，設rkl＝Rkl(τl)，將所有的rkl組成一個向量，用CorV表示CorV＝{rk1rk2Λrkn} (1)對CorV測試兩次，測試結果為CorVu和CorV*u，記錄結構工作環境中影響其振動響應特性的主要因素，如外激勵的頻譜範圍，環境溫度等。
第二步計算完好結構互相關函數幅值向量之間的相關性計算CorVu和CorV*u的相關性係數，用CVAC0表示CVAC0=[j=1nCorVu(j)CorV*u(j)]2j=1n[CorVu(j)]2j=1n[CorV*u(j)]2---(2)]]>第三步利用結構的互相關函數幅值向量檢測結構是否發生損傷在結構使用一段時期之後，在結構當前工作環境與測試完好結構時的工作環境相同的情況下，再次測試結構的互相關函數幅值向量，將其記為CorVd。計算CorVu和CorVd之間的相關性係數，記為CVAClCVAC1=[j=1nCorVu(j)CorVd(j)]2j=1n[CorVu(j)]2j=1n[CorVd(j)]2---(3)]]>若CVAC1小於CVAC0，就可判定結構發生了損傷。
第四步利用結構的互相關函數幅值向量識別結構損傷的位置對CorVu和CorVd歸一化，然後計算它們中對應元素之間的相對變化值，並組成一個向量，記為ECVECV(i)=CorVd(i)-CorVu(i)CorVu(i)100%]]>i＝1，2，Λ，n (4)按如下方法識別損傷位置a.若互相關函數幅值向量是用動態應變響應(或者相當於結構可能損傷部位的應變響應的某種響應)信號計算得到的，則ECV的最大絕對值所對應的傳感器位置附近是發生損傷的部位。
b.若互相關函數幅值向量是用加速度、或者速度或者位移響應計算得到的，則對於簡支或固支的梁以及板狀結構可以用ECV的二次差分ECV″來識別損傷位置，ECV″為ECV″(i)＝ECV(i+2)-2ECV(i+1)+ECV(i)i＝1，2，Λ，n-2 (5)ECV″中具有最大絕對值元素的序號加1的傳感器位置附近是發生損傷的部位；對於一端固支的懸臂梁和懸臂板結構，也可以用ECV的一次差分ECV′來識別損傷位置，ECV′為ECV′(i)＝ECV(i+1)-ECV(i)i＝1，2，Λ，n-1 (6)ECV′中具有最大絕對值元素的序號加1的傳感器位置附近是發生損傷的部位。
由於本發明所採用的技術方案依據結構損傷後頻率響應函數的變化，是一種基於互相關函數幅值向量的隨機振動結構損傷檢測方法通過計算完好結構和當前結構互相關函數幅值向量的相關性來判斷互相關函數幅值向量形狀的變化；通過比較結構損傷前和損傷後的互相關函數幅值向量中對應的元素分量的變化來確定結構的損傷位置。所以，本發明在進行結構的互相關函數幅值向量測試時，對結構所受外激勵頻帶寬度沒有要求，並且結構響應信號經過互相關運算，測量噪聲的影響可以通過平均運算而削弱，具有測試時間短，識別方法簡單的特點。
具體實施例方式實施例一使用應變響應對一個簡支梁進行損傷檢測，梁的兩端受橫向隨機激勵。
a.第一步建立並測試完好梁的互相關函數幅值向量在梁上均勻地布置8個測量點，每個測量點安裝一個應變傳感器，將這8個應變傳感器從梁的一端開始依次編號為1，2，…，8。將1～8號傳感器的響應信號分別記為X1(t)，x2(t)，Λ，x8(t)。傳感器5的信號較強，信噪比較高，選5點為參考點。分別計算x5(t)與x1(t)，x2(t)，Λ，x8(t)的互相關函數，並分別記為R51(τ)，R52(τ)，Λ，R58(τ)，它們在最大絕對值點處的值分別為r51，r52，Λ，r58，將其組成一個向量，記為CorV＝{r51r52Λr58}。
對CorV測試兩次，信號採集時間都是6秒，測試結果記為CorVu和CorV*u，將CorVu和CorV*u歸一化後得到CorVu＝{0.1856 0.3186 0.4035 0.4486 0.4486 0.4035 0.3186 0.1856}CorV*u＝{0.1883 0.3203 0.4029 0.4468 0.4468 0.4029 0.3203 0.1883}影響這個梁振動響應特性的主要因素是外激勵的頻譜，所以記錄當前情況下梁所受外激勵的頻譜，激勵的頻率範圍為8～16Hz。
b.第二步計算完好梁的互相關函數幅值向量之間的相關性係數計算CorVu和CorV*u的相關性係數CVAC0CVAC0=[j=18CorVu(j)CorV*u(j)]2j=18[CorVu(j)]2j=18[CorV*u(j)]2=0.99997]]>c.第三步利用梁的互相關函數幅值向量檢測梁是否發生損傷這個梁使用一段時期之後，在梁受頻率範圍為8～16Hz的外激勵作用下，測試CorV(信號採集時間為6s)，結果記為CorVd，將CorVd歸一化，得到CorVd＝{0.1462 0.2589 0.5175 0.5569 0.3726 0.3308 0.2546 0.1435}計算CorVu和CorVd之間的相關性係數CVAC1CVAC1=[j=18CorVu(j)CorVd(j)]2j=18[CorVu(j)]2j=18[CorVd(j)]2=0.95]]>CVAC1明顯小於CVAC0，由此判斷這個梁發生了損傷。
d.第四步利用梁的互相關函數幅值向量識別梁損傷的位置首先計算CorVu和CorVd對應元素之間的相對變化值，並將其組成一個向量，記為ECVECV(i)=CorVd(i)-CorVu(i)CorVu(i)100%]]>i＝1，2，Λ，8得到ECV＝{-21.2422 -18.7205 28.2473 24.1249 -16.9368 -18.0080 -20.0845 -22.6669}在本實施例中，梁的互相關函數幅值向量是用應變響應信號計算得到的，所以ECV最大絕對值附近是損傷發生的位置，ECV中具有最大絕對值的是其第3個元素，因此斷定梁上第3號傳感器附近發生了損傷。
實施例二使用加速度響應對一個簡支梁進行損傷檢測，梁的兩端受橫向的隨機激勵。
a.第一步建立並測試完好梁的互相關函數幅值向量在梁上均勻地布置8個測量點，每個測量點上安裝一個加速度傳感器，將這8個加速度傳感器從梁的一端開始依次編號為1，2，…，8。將1～8號傳感器的響應信號分別記為x1(t)，x2(t)，Λ，x8(t)。信號採集時間為6秒。傳感器5的信號較強，信噪比較高，選5點為參考點。分別計算x5(t)與x1(t)，x2(t)，Λ，x8(t)的互相關函數，並分別記為R51(τ)，R52(τ)，Λ，R58(τ)，它們在最大絕對值點處的值分別為r51，r52，Λ，r58，將其組成一個向量，記為CorV＝{r51r52Λr58}。對CorV測試兩次，信號採集時間都是6秒，測試結果記為CorVu和CorV*u，將CorVu和CorV*u歸一化後得到CorVu＝{0.1611 0.3029 0.4083 0.4644 0.4644 0.4083 0.3029 0.1611}CorV*u＝{0.1608 0.3027 0.4083 0.4646 0.4646 0.4083 0.3027 0.1608}影響這個梁振動響應特性的主要因素是外激勵的頻譜，所以記錄當前情況下梁所受外激勵的頻譜，激勵的頻率範圍為8～16Hz。
b.第二步計算完好梁的互相關函數幅值向量之間的相關性係數計算CorVu和CorV*u的相關性係數CVAC0CVAC0=[j=18CorVu(j)CorV*u(j)]2j=18[CorVu(j)]2j=18[CorV*u(j)]2=0.9999997]]>c.第三步利用梁的互相關函數幅值向量檢測梁是否發生損傷這個梁使用一段時期之後，在梁受頻率範圍為8～16Hz的外激勵作用下測試CorV(信號採集時間為6秒)，結果記為CorVd，將CorVd歸一化，得到CorVd＝{0.1624 0.3088 0.4247 0.4768 0.4586 0.3934 0.2874 0.1515}計算CorVu和CorVd之間的相關性係數CVAC1CVAC1=[j=18CorVu(j)CorVd(j)]2j=18[CorVu(j)]2j=18[CorVd(j)]2=0.9990]]>CVAC1明顯小於CVAC0，由此判斷這個梁發生了損傷。
d.第四步利用梁的互相關函數幅值向量識別梁損傷的位置首先計算CorVu和CorVd對應元素之間的相對變化值，並將其組成一個向量，記為ECVECV(i)=CorVd(i)-CorVu(i)CorVu(i)100%]]>i＝1，2，Λ，8得到ECV＝{0.8070 1.9520 4.0145 2.6745 -1.2486 -3.6331 -5.1104 -5.9583}在本實施例中，梁的互相關函數幅值向量是用加速度響應信號計算得到的，所以要用ECV″來識別損傷位置，計算ECV″ECV″(i)＝ECV(i+2)-2ECV(i+1)+ECV(i)i＝1，2，Λ，6得到ECV″＝{0.9175 -3.4024 -2.5832 1.5386 0.9072 0.6294}ECV″中第2個元素具有最大絕對值，因此梁上第3號傳感器附近發生了損傷。
實施例三對一個四層樓房進行損傷檢測，樓房頂端受水平方向的隨機激勵。
a.第一步建立並測試完好樓房的互相關函數幅值向量在樓房每層頂端安裝一個加速度傳感器，將這4個加速度傳感器從第一層開始依次編號為1，2，3，4。將1～4號傳感器的響應信號分別記為x1(t)，x2(t)，x3(t)，x4(t)。選3點為參考點，分別計算x3(t)與x1(t)，x2(t)，x3(t)，x4(t)的互相關函數，分別記為R31(τ)，R32(τ)，R33(τ)，R34(τ)，它們在最大絕對值點處的值分別為r31，r32，r33，r34，將其組成一個向量，記為CorV＝{r31r32r33r34}。對CorV測試兩次，信號採集時間都是15秒，測試結果記為CorVu和CorV*u，將CorVu和CorV*u歸一化後得到CorVu＝{0.1882 0.4103 0.5901 0.6693}CorV*u＝{0.1719 0.3823 0.5990 0.6823}影響這個樓房振動響應特性的主要因素是外激勵的頻譜，所以記錄當前情況下樓房所受外激勵的頻譜，外激勵的頻率範圍為10～100Hz。
b.第二步計算完好樓房的互相關函數幅值向量之間的相關性係數計算CorVu和CorV*u的相關性係數CVAC0CVAC0=[j=14CorVu(j)CorV*u(j)]2j=14[CorVu(j)]2j=14[CorV*u(j)]2=0.999990]]>
c.第三步利用樓房的互相關函數幅值向量檢測樓房是否發生損傷這個樓房使用一段時期之後，在樓房受頻率範圍為10～100Hz的外激勵作用下，測試CorV(信號採集時間為15秒)，結果記為CorVd，將CorVd歸一化，得到CorVd＝{0.1719 0.3823 0.5990 0.6823}計算CorVu和CorVd之間的相關性係數CVAC1CVAC1=[j=14CorVu(j)CorVd(j)]2j=14[CorVu(j)]2j=14[CorVd(j)]2=0.9990]]>CVAC1明顯小於CVAC0，由此判斷樓房發生了損傷。
d.第四步利用樓房的互相關函數幅值向量識別樓房損傷的位置首先計算CorVu和CorVd對應元素之間的相對變化值，並將其組成一個向量，記為ECVECV(i)=CorVd(i)-CorVu(i)CorVu(i)100%]]>i＝1，2，Λ，4得到ECV＝{-8.6845 -6.8212 1.5107 1.9310}在本實施例中，樓房的互相關函數幅值向量是用加速度響應信號計算得到的，並且樓房可以看作懸臂梁結構，所以可以用ECV′來識別損傷位置，計算ECV′ECV′(i)＝ECV(i+1)-ECV(i)i＝1，2，3得到ECV′＝{1.8633 8.3319 0.4203}ECV′中第2個元素具有最大絕對值，因此樓房上第3號傳感器(即第三層)附近發生了損傷。
實施例四對一個載流管道的三個支座進行損傷檢測，管道水平放置，受沿支座軸向的隨機激勵。
a.第一步建立並測試完好管道支座的互相關函數幅值向量在每個支座頂端安裝一個位移傳感器，將這3個位移傳感器依次編號為1，2，3。將1～3號傳感器的響應信號記為x1(t)，x2(t)，x3(t)。信號採集時間為1秒。選1點為參考點。分別計算x1(t)與x1(t)，x2(t)，x2(t)的互相關函數，分別記為R11(τ)，R12(τ)，R13(τ)，它們在最大絕對值點處的值分別為r11，r12，r13，將其組成一個向量，記為CorV＝{r11r12r13}。對CorV測試兩次，信號採集時間都是1秒，測試結果記為CorVu和CorV*u，將CorVu和CorV*u歸一化後得到CorVu＝{0.5773 0.5771 0.5777}CorV*u＝{0.5773 0.5771 0.5777}影響這個管道振動響應特性的主要因素是外激勵的頻譜及管道中液體的密度、流速和壓力，所以記錄當前情況下這些參數的值外激勵頻率範圍為8～16Hz，管道中液體密度為9×103kg·m-3，流速為1.9m·s-1，壓力為15MPa。
b.第二步計算完好管道支座的互相關函數幅值向量之間的相關性係數計算CorVu和CorV*u的相關性係數CVAC0CVAC0=[j=13CorVu(j)CorV*u(j)]2j=13[CorVu(j)]2j=13[CorV*u(j)]2=1]]>c.第三步利用管道支座的互相關函數幅值向量檢測管道支座是否發生損傷這個管道使用一段時期之後，在外激勵頻譜範圍為8～16Hz，管道中液體密度為9×103kg·m-3，流速為1.9m·s-1，壓力為15MPa的條件下，測試CorV(信號採集時間為1秒)，結果記為CorVd，將CorVd歸一化，得到CorVd＝{0.5779 0.5768 0.5774}計算CorVu和CorVd之間的相關性係數CVAC1CVAC1=[j=13CorVu(j)CorVd(j)]2j=13[CorVu(j)]2j=13[CorVd(j)]2=0.9999994]]>CVAC1小於CVAC0，由此判斷這個管道發生了損傷。
d.第四步利用管道支座的互相關函數幅值向量識別損傷支座的位置首先計算CorVu和CorVd對應元素之間的相對變化值，並將其組成一個向量，記為ECVECV(i)=CorVd(i)-CorVu(i)CorVu(i)100%]]>i＝1，2，Λ，3
得到ECV＝{-0.0343 0.070 7-0.0364}在本實施例中，管道支座的互相關函數幅值向量是用支座與管道連接點處位移響應信號計算得到的，而該點的位移除以支座的高度正比於支座的軸向應變，因此支座與管道連接點的位移響應信號與支座的動態應變響應信號有正比關係，所以ECV最大絕對值處是損傷位置，ECV中具有最大絕對值的是其第2個元素，因此可以判定第2號支座發生了損傷。
實施例五對一個飛機壁板結構進行鉚釘鬆脫的檢測，壁板一端受垂直於板面隨機激勵。
a.第一步建立並測試完好壁板的互相關函數幅值向量在壁板上7個鉚釘附近分別布置7個應變傳感器，將這7個應變傳感器依次編號為1，2，…，7。將1～7號傳感器的響應信號記為x1(t)，x2(t)，Λ，x7(t)。信號採集時間為50秒。傳感器1的信號較大，信噪比較高，選1點為參考點。分別計算x1(t)與x1(t)，x2(t)，Λ，x7(t)的互相關函數，分別記為R11(τ)，R12(τ)，Λ，R17(τ)，它們在最大絕對值點處的值分別為r11，r12，Λ，r17，將其組成一個向量，記為CorV＝{r11r12Λr17}。對CorV測試兩次，信號採集時間都是50秒，測試結果記為CorVu和CorV*u，將CorVu和CorV*u歸一化後得到CorVu＝{0.6297 0.1726 0.4282 0.4696 0.3361 0.1337 0.1974}CorV*u＝{0.6451 0.1797 0.3922 0.4759 0.3270 0.1400 0.2115}影響這個壁板振動響應特性的主要因素是外激勵的頻譜，所以記錄當前情況下壁板所受外激勵的頻譜，外激勵的頻率範圍為17～23Hz。
b.第二步計算完好壁板的互相關函數幅值向量之間的相關性係數計算CorVu和CorV*u的相關性係數CVAC0CVAC0=[j=17CorVu(j)CorV*u(j)]2j=17[CorVu(j)]2j=17[CorV*u(j)]2=0.998]]>c.第三步利用壁板的互相關函數幅值向量檢測壁板是否發生損傷這個壁板使用一段時期之後，在壁板受頻率範圍為17～23Hz的外激勵作用下測試CorV(信號採集時間為50秒)，結果記為CorVd，將CorVd歸一化，得到
CorVd＝{0.5728 0.1553 0.3624 0.6101 0.3070 0.1239 0.1860}計算CorVu和CorVd之間的相關性係數CVAC1CVAC1=[j=18CorVu(j)CorVd(j)]2j=18[CorVu(j)]2j=18[CorVd(j)]2=0.95]]>CVAC1明顯小於CVAC0，由此判斷這個壁板上有鉚釘鬆脫。
d.第四步利用壁板的互相關函數幅值向量識別壁板上鬆脫的鉚釘的位置首先計算CorVu和CorVd對應元素之間的相對變化值，並將其組成一個向量，記為ECVECV(i)=CorVd(i)-CorVu(i)CorVu(i)100%]]>i＝1，2，Λ，7得到ECV＝{-9.0490 -10.0413 -15.3522 29.9298 -8.6481 -7.3293 -5.7261}在本實施例中，壁板的互相關函數幅值向量是用動態應變響應信號計算得到的，所以ECV最大絕對值附近是損傷發生的位置，ECV中具有最大絕對值的是第4個元素，因此可以判斷壁板上第4號傳感器處的鉚釘鬆脫。
權利要求
1.一種基於互相關函數幅值向量的隨機振動結構損傷的檢測方法，其特徵在於依據隨機振動結構上兩點響應信號的互相關函數與結構的頻率響應函數和結構所受外激勵頻譜之間的關係，採集若干個測量點的一段時域響應信號，選取其中一點的響應信號與其它各點響應信號做互相關函數運算，取每個互相關函數的最大幅值構造出互相關函數幅值向量，通過計算完好結構和當前結構互相關函數幅值向量的相關性係數來量化結構損傷的程度；通過比較完好結構和損傷結構的互相關函數幅值向量中對應元素分量的變化來確定結構的損傷位置，其具體方法是第一步，建立結構的互相關函數幅值向量選取n個響應測量點，同時採集一段時間內n個點的響應信號，分別計算某一點k的響應xk(t)與其它各點l的響應xl(t)之間的互相關函數Rkl(τ)，設Rkl(τ)在τ＝τl處有最大絕對值，設rkl＝Rkl(τl)，將所有的rkl組成一個向量，用CorV表示CorV＝{rk1rk2Λrkn} (1)對CorV測試兩次，測試結果為CorVu和Cor*u；第二步，計算完好結構互相關函數幅值向量之間的相關性係數計算CorVu和CorV*u的相關性係數，用CVAC0表示CVAC0=[j=1nCorVu(j)CorV*u(j)]2j=1n[CorVu(j)]2j=1n[CorV*u(j)]2---(2)]]>第三步，利用結構的互相關函數幅值向量檢測結構是否發生損傷按第一步所述方法，測試並記錄結構在使用中結構的互相關函數幅值向量，將其記為CorVd；計算CorVu和CorVd之間的相關性係數，記為CVAC1CVAC1=[j=1nCorVu(j)CorVd(j)]2j=1n[CorVu(j)]2j=1n[CorVd(j)]2---(3)]]>將結構初始完好時的互相關函數幅值向量與使用中結構的互相關函數幅值向量進行比較，當CVAC1小於CVAC0時，就認為結構發生了損傷；第四步，利用結構的互相關函數幅值向量識別結構損傷的位置對CorVu和CorVd歸一化，然後計算它們中對應元素之間的相對變化值，並組成一個向量，記為ECVECV(i)=CorVd(i)-CorVu(i)CorVu(i)100%--i=1,2,,n---(4).]]>
2.如權利要求1所述基於互相關函數幅值向量的隨機振動結構損傷的檢測方法，其特徵在於確定損傷位置時a.若互相關函數幅值向量是用動態應變響應，或者相當於結構可能損傷部位的應變響應的某種響應信號計算得到的，則ECV的最大絕對值所對應的傳感器位置附近是發生損傷的部位；b.若互相關函數幅值向量是用加速度、或者速度或者位移響應計算得到的，則對於簡支或固支的梁和板結構可以用ECV的二次差分ECV″來識別損傷位置，ECV″為ECV″(i)＝ECV(i+2)-2ECV(i+1)+ECV(i)i＝1，2，Λ，n-2(5)ECV″中具有最大絕對值元素的序號加1的傳感器位置附近是發生損傷的部位；c.若互相關函數幅值向量是用加速度、或者速度或者位移響應計算得到的，則對於一端固支的懸臂梁和板結構，用ECV的一次差分ECV′來識別損傷位置，ECV′為E′CV(i)＝ECV(i+1)-ECV(i) i＝1，2，Λ，n-1 (6)ECV′中具有最大絕對值元素的序號加1的傳感器位置附近是發生損傷的部位。
3.如權利要求1所述基於互相關函數幅值向量的隨機振動結構損傷的檢測方法，其特徵在於所述的響應信號是時域的位移響應信號、或者速度響應信號、或者加速度響應信號、或者動態應變響應信號。
全文摘要
本發明是一種基於互相關函數幅值向量的隨機振動結構損傷的檢測方法。為解決現有技術中在識別結構模態參數時要記錄結構較長時間響應歷程的不足，滿足窄帶隨機激勵環境下檢測結構損傷的要求，本發明依據隨機振動結構上兩點響應信號的互相關函數與結構的頻率響應函數和結構所受外激勵頻譜之間的關係，採集若干個測量點的一段時域響應信號，將其中一點的響應信號與其它各點響應信號做互相關函數運算，取每個互相關函數的最大幅值構造出互相關函數幅值向量，通過比較完好結構和當前結構的互相關函數幅值向量的相關性係數來判斷結構是否有損傷，通過分析它們中的對應元素分量的變化來確定結構的損傷位置。該方法所需的測試時間短，識別過程簡單。
文檔編號G06F19/00GK1804612SQ20051013633
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月29日 優先權日2005年12月29日
發明者楊智春, 於哲峰 申請人:西北工業大學