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1、第30卷第4期結(jié)構(gòu)工程師Vo1．30．No．42014年8月StructuralEngineersAug．2014基于傳遞率函數(shù)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究陳家寶刁延松任紅(青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院，青島266033)摘要基于動(dòng)力特性的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法通常需要已知激勵(lì)信息，而激勵(lì)信息一般難以準(zhǔn)確測得。為此，直接對(duì)加速度響應(yīng)進(jìn)行傅里葉變換并計(jì)算相鄰兩點(diǎn)的傳遞率函數(shù)，利用傳遞率函數(shù)構(gòu)造相應(yīng)的損傷指標(biāo)，通過該指標(biāo)來識(shí)別結(jié)構(gòu)的損傷位置，這種方法不需要已知激勵(lì)信息，不需要進(jìn)行模態(tài)分析。海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)表明，該方法是可行的，且具有一定的抗噪聲能力。關(guān)鍵詞傅里葉變換，傳遞率函
2、數(shù)，損傷識(shí)別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頻率外，均需在量測荷載譜、動(dòng)力響應(yīng)的基礎(chǔ)上由1引言模態(tài)分析獲取。但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中，許多荷載譜是難以精確量測的，如風(fēng)荷載、地震荷載等環(huán)土木工程結(jié)構(gòu)如多高層建筑、橋梁、海洋平臺(tái)境激勵(lì)情形。因此，荷載譜的量測使得基于動(dòng)力等，在服役過程中，由于環(huán)境條件的變化、荷載的特性參數(shù)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法在實(shí)際應(yīng)用過程中長期作用、自然災(zāi)害等原因極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不受到了限制。為擺脫對(duì)荷載譜量測的依賴，Maia同程度的損傷，當(dāng)損傷積累到一定程度后，若不采等提出了傳遞率函數(shù)的概念，研究了傳遞率函取必
6、要的措施，很可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，給人類數(shù)對(duì)損傷的敏感性；Zhang等利用傳遞率函數(shù)的生命財(cái)產(chǎn)帶來重大損失。因此，有必要對(duì)土木和傳遞率函數(shù)曲率對(duì)懸臂梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷位置的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康監(jiān)測和損傷識(shí)別研究。識(shí)別；Zhu等在傳遞率函數(shù)理論的基礎(chǔ)上利用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力損傷檢測方法需要測得動(dòng)力位移傳感器網(wǎng)絡(luò)判斷出了門式剛架的損傷位置；特性參數(shù)，如頻率、振型等，這些參數(shù)中除固有顧建祖等-s利用固有模態(tài)函數(shù)振動(dòng)傳遞率對(duì)玻收稿日期：2013—07—31基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(51179082)；山東省自然科學(xué)基金(ZR2010EL035)聯(lián)系作者。E-mail：378095921@
7、qq．COl~l·結(jié)構(gòu)分析··33·結(jié)構(gòu)工程師第30卷第4期璃幕墻進(jìn)行損傷識(shí)別研究，該方法需要結(jié)合振型對(duì)結(jié)構(gòu)局部損傷更為敏感。因此，與頻響函模態(tài)進(jìn)行識(shí)別；Devriendt等在操作條件改變的數(shù)相比，傳遞率函數(shù)更適合進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷位置情況下利用傳遞率函數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別進(jìn)行了研識(shí)別。究，文中選取共振頻率附近的點(diǎn)進(jìn)行研究，得到的1．2損傷指標(biāo)結(jié)果較好，但文中的模型為簡單的懸臂梁。很多學(xué)者利用傳遞率函數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別研究，改變響應(yīng)的順序T)≠()，但1l0g。()l但用到的模型都較為簡單，沒有對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行=log。㈨l，故應(yīng)用傳遞率函數(shù)進(jìn)行數(shù)
