王秋萍

1）中國地震局工程力學研究所，哈爾濱150080

2）東北農(nóng)業(yè)大學，哈爾濱150030

幾種結(jié)構(gòu)損傷診斷方法對比研究及實驗驗證

王秋萍1，2）

1）中國地震局工程力學研究所，哈爾濱150080

2）東北農(nóng)業(yè)大學，哈爾濱150030

結(jié)構(gòu)損傷診斷是過去幾十年來國內(nèi)外研究的熱點，但從成果看，進展緩慢。多數(shù)學者注重數(shù)字信號處理和傳感技術(shù)，而忽視了作為有無損傷判據(jù)的結(jié)構(gòu)健康基準的研究。當然，除了組成材料不同外，結(jié)構(gòu)形式也多種多樣，通過統(tǒng)計分析大量標準樣本而建立人類健康基準的方法無法在結(jié)構(gòu)工程中實現(xiàn)。然而，結(jié)構(gòu)損傷這一客觀存在必然反映在結(jié)構(gòu)的響應(yīng)信號中，在恰當?shù)匕盐战Y(jié)構(gòu)行為的基礎(chǔ)上，有的放矢地采集、分析結(jié)構(gòu)響應(yīng)信號，仍可以在一定程度上識別結(jié)構(gòu)的損傷。經(jīng)系統(tǒng)梳理、篩選，本文對幾種物理概念清晰、專注于健康基準的損傷診斷方法，通過理論分析、模型試驗和數(shù)值模擬等手段進行了深化和擴展研究，取得如下主要成果：

對DLV（損傷部位向量法）的基本原理和實施方法進行了系統(tǒng)的闡述，推導了損傷向量與損傷部位的對應(yīng)關(guān)系。通過空心直桿和框架模型試驗驗證了該方法的有效性及魯棒性。

提出了基于駐波原理的圖譜特征損傷診斷方法。該法以結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)信號的頻域圖譜特征作為損傷指標，認為當譜線形狀及分布特征與正常圖譜相比偏離程度的大小與損傷嚴重程度相對應(yīng)。通過實心、空心直桿在有無損傷及損傷程度不一的多次實驗，證明了該方法識別損傷的有效性。

提出了基于行波原理的應(yīng)變時域特征信號法。該法以應(yīng)變時域信號相關(guān)性作為損傷判別準則，對識別一維直桿隱蔽損傷效果明顯。

建立了一維桿狀結(jié)構(gòu)損傷瞬態(tài)響應(yīng)識別法。該法通過脈沖激勵，獲得被測結(jié)構(gòu)端部響應(yīng)信號，依據(jù)波動原理，判別損傷位置。

TU312＋.3；

A；

10.3969／j.issn.0235-4975.2012.04.012

損傷診斷；損傷部位向量；圖譜特征；駐波；行波

（作者電子信箱，王秋萍：81018881＠qq.com）