基于传递率函数的结构损伤识别研究.pdf

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1、第30卷第4期结构工程师Vo1．30．No．42014年8月StructuralEngineersAug．2014基于传递率函数的结构损伤识别研究陈家宝刁延松任红(青岛理工大学土木工程学院，青岛266033)摘要基于动力特性的结构损伤识别方法通常需要已知激励信息，而激励信息一般难以准确测得。为此，直接对加速度响应进行傅里叶变换并计算相邻两点的传递率函数，利用传递率函数构造相应的损伤指标，通过该指标来识别结构的损伤位置，这种方法不需要已知激励信息，不需要进行模态分析。海洋平台结构的数值模拟和振动台试验表明，该方法是可行的，且具有一定的抗噪声能力。关键词傅里叶变换，传递率函

2、数，损伤识别StudyonStructuralDamageIdentificationBasedontheTransmissibilityFunctionCHENJiabaoDIA0YansongRENHong(CollegeofCivilEngineering，QingdaoTechnologicalUniversity，Qingdao266033，China)AbstractTheexcitationinformationisusuallyneededasthestructuredamageidentificationmethodsbasedonthestructu

3、raldynamiccharacteristicareused．However，theexcitationinformationcannotbemeasuredac—curately．So，inthispaper，theaccelerationtransmissibilityfunctionsofthetwoadjacentpointswerecalcu—latedthroughtheFouriertransformandanewdamageindexwasconstructedwiththetransmissibilityfunc—tion．Thedamageloca

4、tionofthestructurecanbeidentifiedwiththisnewdamageindex．Thismethodre—quiresneithertheexcitationinformationnorthemodalanalysis．Thenumericalsimulationofanoffshoreplat—formstructureandtheshakingtabletestshowedthattheproposedmethodisfeasibleandhasacertainrobustfeature．Keywordsfouriertransfor

5、m，transmissibilityfunction，damageidentification频率外，均需在量测荷载谱、动力响应的基础上由1引言模态分析获取。但是，在实际应用过程中，许多荷载谱是难以精确量测的，如风荷载、地震荷载等环土木工程结构如多高层建筑、桥梁、海洋平台境激励情形。因此，荷载谱的量测使得基于动力等，在服役过程中，由于环境条件的变化、荷载的特性参数的结构损伤识别方法在实际应用过程中长期作用、自然灾害等原因极易导致结构产生不受到了限制。为摆脱对荷载谱量测的依赖，Maia同程度的损伤，当损伤积累到一定程度后，若不采等提出了传递率函数的概念，研究了传递率函取必

6、要的措施，很可能导致结构发生破坏，给人类数对损伤的敏感性；Zhang等利用传递率函数的生命财产带来重大损失。因此，有必要对土木和传递率函数曲率对悬臂梁进行结构损伤位置的工程结构进行健康监测和损伤识别研究。识别；Zhu等在传递率函数理论的基础上利用传统的结构动力损伤检测方法需要测得动力位移传感器网络判断出了门式刚架的损伤位置；特性参数，如频率、振型等，这些参数中除固有顾建祖等-s利用固有模态函数振动传递率对玻收稿日期：2013—07—31基金项目：国家自然科学基金(51179082)；山东省自然科学基金(ZR2010EL035)联系作者。E-mail：378095921@

7、qq．COl~l·结构分析··33·结构工程师第30卷第4期璃幕墙进行损伤识别研究，该方法需要结合振型对结构局部损伤更为敏感。因此，与频响函模态进行识别；Devriendt等在操作条件改变的数相比，传递率函数更适合进行结构损伤位置情况下利用传递率函数对结构损伤识别进行了研识别。究，文中选取共振频率附近的点进行研究，得到的1．2损伤指标结果较好，但文中的模型为简单的悬臂梁。很多学者利用传递率函数对结构进行损伤识别研究，改变响应的顺序T)≠()，但1l0g。()l但用到的模型都较为简单，没有对复杂结构进行=log。㈨l，故应用传递率函数进行数