[发明专利]一种已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法

权利要求书

1.一种已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在待检测建筑物的裸露表面布置加速度传感器；

(2)使用脉冲锤多次敲击待检测建筑物的同一部位，通过加速度传感器获得冲击波，对冲击波响应信号进行频谱分析，获取前3～5阶频率和各阶频率对应的模态向量的测量值；

(3)按照待检测建筑物的几何外形建立有限元网格模型；

(4)基于智能优化算法随机投放缺陷信息，所述缺陷信息包括缺陷位置、大小及数量，并基于扩展有限元理论计算待检测建筑物的前3～5阶频率和各阶频率对应的模态向量的计算值；

(5)根据前3～5阶频率和各阶频率对应的模态向量的测量值及计算值，基于频率残差和模态保证准则构建目标函数；

(6)通过智能优化算法迭代更新投放的缺陷信息，使目标函数最小化，直至达到收敛精度，反演出待检测建筑物结构内部的缺陷数量、位置及大小。

2.根据权利要求1所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(1)包括：

(11)预估结构中存在的最大缺陷的个数为N，每个缺陷待反演参数的个数为M，确定加速度传感器的数量等于或大于N×M；

(12)现场勘查待检测建筑物，确定加速度传感器的测点位置，记录测点位置并编号；

(13)在各测点位置涂抹石膏作为粘合剂，安装加速度传感器。

3.根据权利要求2所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(12)包括：若能够预知缺陷的位置，则在缺陷周围边界等间距布置加速度传感器；若无法预知缺陷的位置，则在结构的外边界等间距布置加速度传感器。

4.根据权利要求1所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(3)中，按照待检测建筑物的几何外形建立有限元网格模型时，不考虑结构内部缺陷的几何特征，并施加与现场条件一致的几何边界条件。

5.根据权利要求1所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(3)中，建立有限元网格模型时，将加速度传感器的测点位置作为有限元网格的单元结点。

6.根据权利要求1所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(5)中，基于频率残差和模态保证准则构建目标函数O(θ)

式中，||·||₂代表向量的2-范数；NF和NM分别是用来计算目标函数值的频率阶数和模态数；和分别为第i阶频率的计算值和测量值；和分别为第j阶频率对应模态的计算值和测量值。

7.根据权利要求1所述的已建建筑物结构内部多缺陷的无损检测方法，其特征在于，步骤(2)中，使用脉冲锤敲击待检测建筑物的同一部位至少三次。