基于應(yīng)變模態(tài)和貝葉斯方法的桿件損傷識(shí)別
　提出了一種基于空間桿系結(jié)構(gòu)應(yīng)變模態(tài)和貝葉斯統(tǒng)計(jì)方法的損傷識(shí)別方法。對(duì)于空間桿系結(jié)構(gòu),認(rèn)為其桿件只承受軸向應(yīng)力,因此,由節(jié)點(diǎn)位移可得出各桿件應(yīng)變。文中采用一個(gè)轉(zhuǎn)換矩陣來(lái)表示這種關(guān)系,進(jìn)而得出應(yīng)變模態(tài)的攝動(dòng)矩陣。然后,對(duì)可能損傷的桿件乘以一剛度系數(shù),由于應(yīng)變模態(tài)誤差能用高斯分布近似模擬,應(yīng)用貝葉斯統(tǒng)計(jì)方法便可得到這些參數(shù)的概率密度函數(shù)。由此函數(shù)值的最大化構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,通過(guò)得到的各參數(shù)的最優(yōu)解就能判斷桿件的損傷狀況。最后,通過(guò)數(shù)值算例對(duì)該方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞: 　損傷識(shí)別; 　應(yīng)變模態(tài); 　貝葉斯方法; 　攝動(dòng)法
一般認(rèn)為,結(jié)構(gòu)的損傷表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)局部剛度的降低,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的變化,因此通過(guò)分析測(cè)量的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)變化即可確定結(jié)構(gòu)的損傷位置和損傷程度。文獻(xiàn)[ 1 ]根據(jù)梁的彎曲理論給出了連續(xù)結(jié)構(gòu)應(yīng)變模態(tài)的表達(dá)式及應(yīng)變傳遞函數(shù)矩陣。文獻(xiàn)[2 ]利用結(jié)構(gòu)應(yīng)變疊加原理進(jìn)行了懸臂梁的損傷診斷,文獻(xiàn)[ 3 ]探討了用應(yīng)變模態(tài)對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷診斷的測(cè)試原理和方法。研究結(jié)果表明,振型對(duì)于局部損傷的敏感性大于其他參數(shù)的敏感性,應(yīng)變模態(tài)比位移模態(tài)更敏感。但是對(duì)于空間桿系這類(lèi)離散結(jié)構(gòu)體系,上述應(yīng)變模態(tài)的方法并不適合。