针对细长结构的刚度损伤确定方法、电子设备及介质与流程

本发明涉及结构健康监测，更具体地，涉及一种针对细长结构的刚度损伤确定方法、电子设备及介质。

背景技术：

1、大尺寸梁式构件因其良好的力学效率、简易的加工和拼装方式，在国民生产生活中得到广泛应用，特别是作为长期承重使用的构造件，这些结构件的安全问题影响巨大，必须方便、快速的识别和判断损伤情况。对于大尺寸、薄壁、预埋或夹心复材件，常规损伤识别方法很难准确辨识，而且也不利于人工操作。

2、因此，有必要开发一种针对细长结构的刚度损伤确定方法、电子设备及介质。

3、公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提出了一种针对细长结构的刚度损伤确定方法、电子设备及介质，其能够利用结构的低阶固有振动模态，构造联系刚度矩阵和质量矩阵，通过对比结构件初始状态和终了状态的模态差异，可远程、自动识别结构件是否发生损伤以及损伤程度。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种针对细长结构的刚度损伤确定方法，包括：

3、将细长结构均匀划分为多段，在振动方向上采集振动数据，获取初始频率和初始振型；

4、建立所述细长结构的质量矩阵与刚度矩阵；

5、在所述细长结构使用期间或使用结束后，再次提取频率和振型；

6、根据所述频率、所述振型、所述质量矩阵与所述刚度矩阵，计算判断矩阵；

7、根据所述判断矩阵确定刚度损伤的位置及程度。

8、优选地，所述振动数据为结构自由振动方向的加速度数据。

9、优选地，在所述细长结构的振动方向上均匀粘贴加速度传感器，数量为n-1，n为所述细长结构的段数。

10、优选地，建立所述细长结构的质量矩阵包括：

11、计算所述细长结构每段质量，进而获得质量矩阵ma＝[m1，m2，···，mn]，其中，n为所述细长结构的段数。

12、优选地，建立所述细长结构的刚度矩阵包括：

13、根据所述初始振型、所述初始频率与所述质量矩阵，构造所述刚度矩阵k＝[k1,k2,···,kn]，其中，n为所述细长结构的段数。

14、优选地，所述判断矩阵为：

15、

16、优选地，根据所述判断矩阵确定刚度损伤的位置包括：

17、如果r＝[01,02，···，0n]，则结构刚度无损伤，如果结果r≠[01,02，···，0n]，则结构出现刚度损伤，不等于0的位置出现刚度损伤。

18、优选地，根据所述判断矩阵确定刚度损伤的程度包括：

19、根据所述振型、所述频率与所述质量矩阵，重新构造第二刚度矩阵；

20、对比所述第二刚度矩阵与所述刚度矩阵，得到所述损伤程度。

21、第二方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：

22、存储器，存储有可执行指令；

23、处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现所述的针对细长结构的刚度损伤确定方法。

24、第三方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的针对细长结构的刚度损伤确定方法。

25、本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

技术特征：

1.一种针对细长结构的刚度损伤确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的针对细长结构的刚度损伤确定方法，其中，所述振动数据为结构自由振动方向的加速度数据。

3.根据权利要求2所述的针对细长结构的刚度损伤确定方法，其中，在所述细长结构的振动方向上均匀粘贴加速度传感器，数量为n-1，n为所述细长结构的段数。

4.根据权利要求1所述的针对细长结构的刚度损伤确定方法，其中，建立所述细长结构的质量矩阵包括：

5.根据权利要求1所述的针对细长结构的刚度损伤确定方法，其中，建立所述细长结构的刚度矩阵包括：

6.根据权利要求1所述的针对细长结构的刚度损伤确定方法，其中，所述判断矩阵为：

7.根据权利要求6所述的针对细长结构的刚度损伤确定方法，其中，根据所述判断矩阵确定刚度损伤的位置包括：

8.根据权利要求1所述的针对细长结构的刚度损伤确定方法，其中，根据所述判断矩阵确定刚度损伤的程度包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的针对细长结构的刚度损伤确定方法。

技术总结
本申请公开了一种针对细长结构的刚度损伤确定方法、电子设备及介质。该方法可以包括：将细长结构均匀划分为多段，在振动方向上采集振动数据，获取初始频率和初始振型；建立细长结构的质量矩阵与刚度矩阵；在细长结构使用期间或使用结束后，再次提取频率和振型；根据频率、振型、质量矩阵与刚度矩阵，计算判断矩阵；根据判断矩阵确定刚度损伤的位置及程度。本发明利用结构的低阶固有振动模态，构造联系刚度矩阵和质量矩阵，通过对比结构件初始状态和终了状态的模态差异，可远程、自动识别结构件是否发生损伤以及损伤程度。

技术研发人员：林谢伟,崔克,陈琪,康传明,张海波,林旭文
受保护的技术使用者：中国航天空气动力技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24