实验力学2024,Vol.39Issue(6) :685-693.DOI:10.7520/1001-4888-23-245

基于自相关函数的非接触结构损伤识别方法研究及应用

Research and application of non-contact structural damage identification method based on autocorrelation function

彭霄阳 张慕宇 李钰嘉 刘红光 朱建国 骆英
实验力学2024,Vol.39Issue(6) :685-693.DOI:10.7520/1001-4888-23-245

基于自相关函数的非接触结构损伤识别方法研究及应用

Research and application of non-contact structural damage identification method based on autocorrelation function

彭霄阳 1张慕宇 2李钰嘉 1刘红光 1朱建国 3骆英3
扫码查看

作者信息

  • 1. 江苏大学土木工程与力学学院,江苏镇江 212013
  • 2. 江苏大学土木工程与力学学院,江苏镇江 212013;江苏大学高端装备关键结构健康管理国际联合研究中心,江苏镇江 212013;江苏高淳陶瓷股份有限公司,江苏南京 211300
  • 3. 江苏大学土木工程与力学学院,江苏镇江 212013;江苏大学高端装备关键结构健康管理国际联合研究中心,江苏镇江 212013
  • 折叠

摘要

为了减少结构健康监测中传感器的安装数量,提出了一种直接利用非接触动测响应的损伤识别方法,由结构损伤前后各测点响应的自相关函数构建损伤指标.灵敏度分析结果表明,该损伤指标在损伤位置附近会存在突变,说明了其对于损伤的敏感性.6层剪切框架结构的损伤识别仿真算例验证了所提出的损伤指标的有效性.结合数字图像相关技术,基于高速相机的6层剪切框架结构以及基于智能手机的9跨桁架桥结构的非接触损伤识别实验结果表明,所提出的损伤识别方法对于不同响应采集仪器、不同种类的结构均具有良好的适应性和鲁棒性,适用于实际工程结构的在线健康监测.

Abstract

To reduce the number of installed sensors in structural health monitoring,a non-contact damage identification method directly using the vibration response is proposed.The auto-correlation function of the vibration response is established as the damage index,which is calculated from different measurement points before and after damage.Sensitivity analysis reveals a sudden change around the damage location,indicating its sensitive to damage.Numerical simulation results of the damage identification for a 6-story shear frame demonstrate that the damage location can be correctly identified.Non-contact damage identification experiment of a 6-story shear frame,using high-speed camera,and a 9-span truss bridge,using mobile phone,validate the results obtained from numerical simulation.This suggests that the proposed damage identification method has the potential for online health monitoring of engineering structures.

关键词

结构损伤识别/时域振动响应/相关函数/灵敏度分析/数字图像相关

Key words

structural damage detection/time domain response/correlation function/sensitivity analysis/digital image correlation

引用本文复制引用

出版年

2024
实验力学
中国力学学会 中国科技大学

实验力学

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.522
ISSN:1001-4888
段落导航相关论文