专利名称：一种在窄频范围内分析动力信号预测结构变形的方法
技术领域：
本发明涉及一种在窄频范围内分析结构振动测试数据的方法，可实现土木工程结构的变形预测和健康诊断。
背景技术：
振动测试为现有土木结构健康诊断与安全评估的主要方法。通过布置加速度计和其它类型传感器到土木结构，进行振动测试然后分析测试数据可识别土木结构主要参数从而可进行结构的健康诊断。研究及工程实践表明，由于传感器灵敏度和实验环境影响等原因，所测振动数据包含各种噪音，如何从信噪比差的测试信号中精确分析结构特征为结构健康诊断工作中的一项重要内容。另外，现有基于加速度信号的健康诊断方法大多仅输出结构的模态参数(频率、阻尼、阵型)，而不能直接进行结构的变形预测。这些原因限制了结构健康诊断技术在土木工程中的应用，因此，开发一种稳定可靠的动力信号分析方法，从振动测试所得的动力信号中识别结构详细结构特征(如柔度矩阵)，可以预测结构的变形，将促进健康诊断技术在工程实际中的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于土木工程结构健康诊断的动力信号分析方法，通过将测试动力信号的整个频域范围分割为数个窄频范围，实现结构详细特征(如柔度矩阵) 的快速和准确识别，从而实现利用振动测试和信号分析预测结构变形。该方法计算快，精度高，抗噪音能力强，稳定性和重复性良好。本发明的技术解决方案如下一种用于土木工程结构健康诊断的动力信号分析方法第一步、通过土木结构冲击振动测试观测结构反应动力信号，经傅里叶变换和谱分析后得到结构的频域传递函数; 第二步、将所述频域传递函数的整个频率空间划分为2-5个连续的狭窄子空间；第三步、对各子空间进行参数识别；第四步、根据模态叠加理论，对各子空间的识别结果进行叠加，计算出结构模态参数并进一步计算出整体的柔度矩阵。所述的模态参数识别方法是Js θ 3 = 0 (1)
I。1在公式
权利要求
1.1、一种在窄频范围内分析动力信号预测结构变形的方法，其特征在于方法如下 第一步、通过土木结构冲击振动测试观测结构反应动力信号，经傅里叶变换和谱分析后得到结构的频域传递函数，；第二步、将所述频域传递函数的整个频率空间划分为2-5个连续的狭窄子空间；第三步、对各子空间进行模态参数识别；第四步、根据模态叠加理论，对各子空间的识别结果进行叠加，计算出结构模态参数并进一步计算出整体的柔度矩阵。
2.根据权利要求1所述的在窄频范围内分析动力信号预测结构变形的方法，其特征在于所述的模态参数识别方法是Je θ ε = 0在公式(1)中，
全文摘要
本发明公开了一种在窄频范围内分析动力信号预测结构变形的方法，通过土木结构冲击振动测试观测结构反应动力信号，经傅里叶变换和谱分析后得到结构的频域传递函数；将所述频域传递函数的整个频率空间划分为2-5个连续的狭窄子空间；对各子空间进行模态参数识别；根据模态叠加理论，对各子空间的识别结果进行叠加，计算出结构模态参数并进一步计算出整体的柔度矩阵。本发明首先将整个频域分割为数个窄频区域，然后在每个窄频区域分析实验数据，最后综合各窄频区域的分析结果识别结构的柔度矩阵，从而可预测结构在任何静力荷载下的结构变形。具有计算时间少、预测结果精度高的特点，适用于对各种工程结构，尤其是土木结构的健康诊断与安全评估。
文档编号G06F19/00GK102402647SQ20111030629
公开日2012年4月4日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者张建 申请人:东南大学