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基于改进均匀设计表框架结构损伤识别方法与实验验证
基于改进均匀设计表框架结构损伤识别方法与实验验证
摘要：
本文基于改进均匀设计表和传统模态分析方法，提出了一种结构损伤识别方法，并通过实验验证了该方法的有效性。通过对框架结构进行手动损伤模拟，采集相应的加速度信号和模态参数，应用我们提出的方法对损伤进行识别。实验结果表明，该方法能够快速、准确地识别结构损伤。
关键词：改进均匀设计表，模态分析方法，结构损伤识别
1.引言
结构损伤是指结构材料、构件或连接失效导致结构性能下降的状态。在实际应用中，结构损伤识别问题已引起人们的广泛关注。因为及时发现和修复损伤能够保证结构的安全运行和延长结构的使用寿命。在损伤识别方法中，模态分析方法是十分常用的。其基本思想是通过结构的振动特性来判断结构损伤的位置和程度。但是传统的模态分析方法所需要的振动测量数据往往需要在较广泛的频率范围内采集，且采样间隔较短，时间成本较高。
2.方法提出
2.1改进均匀设计表
在本研究中，我们采用改进均匀设计表对结构进行计算，以减少对结构振动测试数据的要求。改进均匀设计表是一种设计结构实验方案的方法。通过极小化模型误差来求得实验方案，从而有效地减少了实验次数。改进均匀设计表的基本思想是结合均匀设计和贝叶斯理论，通过不断调整比例系数，使实验次数最小化。
2.2模态分析
在本方法中，我们选择了模态分析方法。这种方法通过计算结构在不同振动状态下的固有频率、形态和阻尼比等参量，来确定结构的动力学特性。
2.3基于模态双比值的结构损伤识别方法
本研究中，我们提出了一种基于模态双比值的结构损伤识别方法。这种方法的基本思想是，分别计算结构在损伤前后的相邻两个模态的频率比值和形态比值，通过比较这两个比值的变化情况来诊断结构的损伤情况。若损伤较严重，则相邻两个模态的频率比值和形态比值会有明显变化。通过对这两个比值的统计分析，就可以得到结构损伤位置和程度的信息。
3.实验验证
我们通过对某一框架结构进行手动损伤模拟，来验证本方法的可行性和有效性。在损伤前后，我们分别采集了结构的加速度数据和模态参数数据。通过这些数据，我们计算了相邻两个模态的频率比值和形态比值，并分析了它们的变化情况。实验结果表明，我们提出的方法能够快速、准确地诊断结构损伤位置和程度。
4.结论
本研究提出了一种基于改进均匀设计表和模态分析的结构损伤识别方法，并通过实验验证了该方法的有效性。结果表明，该方法不仅能够减少实验次数，还能够快速、准确地识别结构损伤，具有一定的实用价值。