几种结构损伤诊断方法对比研究及实验验证

王秋萍

1）中国地震局工程力学研究所，哈尔滨150080

2）东北农业大学，哈尔滨150030

几种结构损伤诊断方法对比研究及实验验证

王秋萍1，2）

1）中国地震局工程力学研究所，哈尔滨150080

2）东北农业大学，哈尔滨150030

结构损伤诊断是过去几十年来国内外研究的热点，但从成果看，进展缓慢。多数学者注重数字信号处理和传感技术，而忽视了作为有无损伤判据的结构健康基准的研究。当然，除了组成材料不同外，结构形式也多种多样，通过统计分析大量标准样本而建立人类健康基准的方法无法在结构工程中实现。然而，结构损伤这一客观存在必然反映在结构的响应信号中，在恰当地把握结构行为的基础上，有的放矢地采集、分析结构响应信号，仍可以在一定程度上识别结构的损伤。经系统梳理、筛选，本文对几种物理概念清晰、专注于健康基准的损伤诊断方法，通过理论分析、模型试验和数值模拟等手段进行了深化和扩展研究，取得如下主要成果：

对DLV（损伤部位向量法）的基本原理和实施方法进行了系统的阐述，推导了损伤向量与损伤部位的对应关系。通过空心直杆和框架模型试验验证了该方法的有效性及鲁棒性。

提出了基于驻波原理的图谱特征损伤诊断方法。该法以结构动力响应信号的频域图谱特征作为损伤指标，认为当谱线形状及分布特征与正常图谱相比偏离程度的大小与损伤严重程度相对应。通过实心、空心直杆在有无损伤及损伤程度不一的多次实验，证明了该方法识别损伤的有效性。

提出了基于行波原理的应变时域特征信号法。该法以应变时域信号相关性作为损伤判别准则，对识别一维直杆隐蔽损伤效果明显。

建立了一维杆状结构损伤瞬态响应识别法。该法通过脉冲激励，获得被测结构端部响应信号，依据波动原理，判别损伤位置。

TU312＋.3；

A；

10.3969／j.issn.0235-4975.2012.04.012

损伤诊断；损伤部位向量；图谱特征；驻波；行波

（作者电子信箱，王秋萍：81018881＠qq.com）