[发明专利]一种基于结构时域响应的点阵夹层板损伤识别方法

说明书

本发明提供一种基于结构时域响应的点阵夹层板损伤识别方法，首先通过数值模拟或实验提取点阵夹层板各节点位移，求得点阵夹层板各节点的功率；然后对功率进行归一化处理；根据识别完好和损伤点阵夹层板的功率差，提出损伤指数以确定损伤的存在；选择使用的二维小波类型，并确定使用的分解层数和小波系数，对损伤指数进行二维小波变换，以获取小波系数，得到新损伤指数；将损伤指数进行标准化处理，数据均转换为无量纲化指标测评值，即各指标值都处于同一个数量级别上，然后得到具体的损伤位置信息。本发明通过时域的方法可以直接应用于具有非线性、高阻尼或高模态密度的结构，而且不需要在实验中提取难以获得的高阶数据，可以直接处理初始数据识别损伤，减少计算误差。

技术领域

本发明涉及点阵夹层板领域，特别是涉及一种可以有效剔除连接点奇异性对损伤识别的影响，而仅利用结构时域响应即可确认点阵夹层板内损伤位置和数量的损伤识别方法。

背景技术

点阵夹层板具有许多优良的性能，例如高刚度，高强度，良好的抗冲击性，良好的隔热性和隔音性。正是由于其许多优异的性能，点阵夹层板被广泛用于航空航天，土木工程，交通运输等领域。然而，由于制造工艺复杂和长期使用，不可避免地会产生多种缺陷，例如面板与夹层之间的剥离，面板与芯层的损坏，这些缺陷可能会降低承载能力和其他机械性能。因此，结构健康监测(SHM)对结构损伤的检测至关重要。

现在的点阵夹层板结构形式多样，使得各项性能得以提升，但是这种结构的变化对损伤的识别造成了很大困难，并带来如下一些新的问题：

(1)点阵夹层板在形式上更为复杂，因此传统的无损检测方法效果不是那么明显；

(2)增加了结构的刚度和质量从而使得结构的动力学性质更为复杂，这在一定程度上影响了基于振动模态的损伤识别；

(3)夹层板损伤类型丰富，不同位置、类型的损伤对结构动特性影响不同，需要能够识别多种类型的结构损伤。

发明内容

本文发明的目的是提供一种可以有效剔除连接点奇异性对损伤识别的影响，而仅利用结构时域响应即可确认点阵夹层板内损伤位置和数量的损伤识别方法。

具体地，本发明提供一种基于结构时域响应的点阵夹层板损伤识别方法，包括如下步骤，

步骤100，首先通过数值模拟或实验提取点阵夹层板各节点位移，求得点阵夹层板各节点的功率；

步骤200，再对待识别点阵夹层板的功率进行归一化处理；

步骤300，根据识别完好和损伤点阵夹层板的功率差，提出损伤指数以确定损伤的存在；

步骤400，选择使用的二维小波类型，并确定使用的分解层数和小波系数，对损伤指数进行二维小波变换，以获取小波系数，得到新损伤指数；

步骤500，将损伤指数进行标准化处理，数据均转换为无量纲化指标测评值，即各指标值都处于同一个数量级别上，然后得到具体的损伤位置信息。

本发明通过时域的方法可以直接应用于具有非线性、高阻尼或高模态密度的结构，而且不需要在实验中提取难以获得的高阶数据，可以直接处理初始数据识别损伤，减少计算误差。

本发明还可以有效剔除连接点奇异性对损伤识别的影响，通过时域的方法处理初始数据识别损伤，实现多个损伤的识别。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的损伤方法流程图；

图2是本发明一个实施方式的模型胞圆示意图；

图3是本发明一个实施方式的SPTC损伤模型示意图，其中：(a)SD1， (b)SD2，(c)MD1，(d)MD2；

图4是本发明一个实施方式的损伤识别结果示意图，其中，(a)SD1，(b) SD2，(c)MD1，(d)MD2；