【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，属于建筑结构检测。
技术介绍
1、在钢结构建筑日益发展的当今社会，保证结构的安全稳定性便显得尤为重要。及时发现结构的损伤破坏也是建筑发展的重要一环，钢框架结构的健康监测便可以及时反应出结构所面临问题。对于钢框架结构的健康监测，便是将各种传感器安装在建筑结构表面，当出现基于风载激励的响应时，结构产生振动，通过传感器进行信号传输，并在传感终端进行分析处理，及时反应出结构的健康状况，做出评估。当前针对识别大型复杂结构损伤问题的技术往往面临着测试信息少、修正参数过多、计算量过大等问题。
2、通过检索以及对比已授权的专利和文献，发现目前辨识方法不能产生准确的模态特性时，模型可能会误解结构中的损伤，造成精准度下降，效率低下等问题。
3、但使用传感器对建筑结构进行长期监测，不仅节省了大量人力资源的需要，也及时收集数据，随时提取数据内容进行分析探讨，并采用基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法对于结构状态给出更加科学、高效的监测判断十分有效，可以对于有损伤建筑结构及时做出预警分析。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是要解决现有技术中存在的测试信息少、修正参数过多、计算量过大的技术问题，提供一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、即一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，包括以下步骤：
4、s1：对整体结构进行划分处理
5、s2、对其余子结构进行内部自由度缩聚；
6、s3、平衡中心子结构及缩聚后子结构；
7、s4、求解附加后子结构；
8、s5、进行结构损伤识别。
9、本专利技术通过简单的实验频响函数便可进行损伤识别，频响函数在实验中更容易得到，能够提供更多的数据，同时避免了进行模态分析的误差；此外，子结构方法能够对大型复杂结构进行损伤识别，通过划分子结构，既可以减少识别参数的数量，又可以节省实验器材。
10、进一步优选，对功率谱频响函数推导整理后结构在频域内的响应功率谱灵敏度方程为：
11、。
12、进一步优选，步骤s1具体内容如下：
13、对有限元模型进行子结构划分，运用子结构的界面位移综合法，得到包含有待识别子结构的组装后子结构的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。
14、进一步优选，步骤s2具体内容如下：
15、对组装后的子结构进行自由度缩聚，得到转换矩阵，仅保留测点自由度信息。
16、进一步优选，将、、、、带入式中。
17、进一步优选，步骤s4具体内容如下：
18、如果一个结构划分成几个子结构，对其中一个子结构运用界面位移综合法进行动力特性分析时，那么就把这个子结构看作是中心子结构，其余子结构缩聚到界面自由度上看作是附加质量和附加刚度，便只需要分析附加了质量和刚度的中心子结构。
19、通过然后得到该子结构的irs动态凝聚的变换矩阵为：
20、
21、irs凝结后子结构的刚度矩阵和质量矩阵为：
22、
23、此时，经过irs缩合变换后的子结构的运动方程为：
24、
25、通过结合子结构的缩合方程，最终可以利用界面协调和力的平衡形成运动方程：，最终求解出附加子结构方程式。
26、进一步优选，步骤s5具体内容如下：
27、通过激励某个位置点，使结构产生相应震动对模拟测点进行响应功率谱分析，获得结构损伤前后的功率谱值，然后通过选取平滑、连接完整的频率段来构造灵敏度矩阵方程，最终，使用matlab程序进行超静定方程求解，求出结构模拟位置的损伤程度大小。通过激励算法能够在框架建筑结构产生较为严重的损害之前快速且准确的定位其损伤位置，分析其损伤程度，具有很高的工程实际应用价值。
28、进一步优选，结构在未损伤及产生损伤后功率谱曲线变化情况，可以看出明显产生变化，并在进行损伤前后的频率点选择时，应选取平滑且相较敏感的频率段进行分析，并将选取后的损伤前后功率谱频率值形成功率谱差值矩阵，带入功率谱灵敏度矩阵中构建为超静定方程，通过求解超静定方程得到损伤量值，最后通过不断迭代使损伤参数的修正量满足结构目标修正率，将每次迭代产生的损伤参数修正量进行叠加，并输出结果，即可得到模拟结构中损伤识别位置及损伤识别程度。通过上述方法，可以达到对结构进行损伤识别的前提下保证其准确、高效性。
29、与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果是：
30、本专利技术通过简单的实验频响函数便可进行损伤识别，频响函数在实验中更容易得到，能够提供更多的数据，同时避免了进行模态分析的误差；此外，子结构方法能够对大型复杂结构进行损伤识别，通过划分子结构，既可以减少识别参数的数量，又可以节省实验器材。
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1.一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，对功率谱频响函数推导整理后结构在频域内的响应功率谱灵敏度方程为：
3.根据权利要求2所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，步骤S1具体内容如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，步骤S2具体内容如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，将、、、、带入式中。
6.根据权利要求4所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，步骤S4具体内容如下：
7.根据权利要求1所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，步骤S5具体内容如下：
8.根据权利要求7所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，结构在未损伤及产生损伤后功率谱曲线变化情况，可以看出明显产生变化，并在进行
...【技术特征摘要】
1.一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，对功率谱频响函数推导整理后结构在频域内的响应功率谱灵敏度方程为：
3.根据权利要求2所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，步骤s1具体内容如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，步骤s2具体内容如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别方法，其特征在于，将、、、、带入式中。
6.根据权利要求4所述的一种基于子结构功率谱灵敏度算法的损伤识别...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏鹏瑞，史华，张连奇，
申请(专利权)人：中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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