基于固有频率变化率的高层框架结构的损伤位置识别方法与流程

技术特征：

1.基于固有频率变化率的高层框架结构的损伤位置识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、通过仿真方法建立频率变化率k_f与损伤位置指标P_L的关系式

A1、提取不同损伤位置指标P_L下的频率变化率k_f

利用数值仿真方法得到不同层刚度折减率相同时结构某特定层的加速度响应值，对该加速度响应值提取频率变化率k_f；

频率变化率

式中：df为相邻采样时间内结构频率的变化量，dt为采样时间间隔；

损伤位置指标

式中：c_n为结构的损伤层，c为结构的总层数；

A2、建立频率变化率k_f与损伤位置指标P_L的关系式

将步骤A1得到的频率变化率k_f采用最小二乘拟合方法，得到频率变化率k_f与损伤位置指标P_L的关系式

G(P_L,k_f)＝k'·P_L-k_f+C₂＝0 (1)

式中：k_f为频率变化率，P_L为损伤位置指标，k'、C₂为常数；

B、利用损伤后实测的加速度响应值反算出损伤位置指标P_L

B1、通过加速度传感器测量高层框架结构某一层的加速度响应值，并对该加速度响应值提取频率变化率k_f；

B2、将步骤B1得到的频率变化率k_f代入式(1)，反算出损伤程度指标P_L，计算公示如下：

P_L＝(k_f-C₂)/k' (2)

从而得到结构的损伤位置指标P_L。

2.根据权利要求1所述的基于固有频率变化率的高层框架结构的损伤位置识别方法，其特征在于：所述的提取频率变化率k_f的方法，包括以下步骤：

S1、数据预处理

对加速度响应值运用时频分析方法得到时间-频率-振幅的三维图；然后提取每一时刻的频率-振幅二维图中振幅的第一个峰值点所对应的频率，即每一时刻结构的一阶固有频率；

S2、提取频率变化率k_f

采用最小二乘拟合方法，对步骤S1中得到的每一时刻的一阶固有频率进行线性拟合得到频率随时间变化的函数：

f(t)＝k_f·t+C₁ (3)

式中：f(t)为频率，t为时间，C₁为常数；通过式(3)即得到频率变化率k_f的值。

3.根据权利要求2所述的基于固有频率变化率的高层框架结构的损伤位置识别方法，其特征在于：步骤S1中所述的时频分析方法是短时傅里叶变换方法。

4.根据权利要求1所述的基于固有频率变化率的高层框架结构的损伤位置识别方法，其特征在于：所述的数值仿真方法包括matlab数值仿真方法、ansys数值仿真方法或abaqus数值仿真方法。

5.根据权利要求1所述的基于固有频率变化率的高层框架结构的损伤位置识别方法，其特征在于：步骤A1中所述的特定层为安装有加速度传感器的所在层。

6.根据权利要求1所述的基于固有频率变化率的高层框架结构的损伤位置识别方法，其特征在于：所述的加速度传感器安装在任一层。