基于附加質量的單點模態振型參數損傷識別研究

孫虎， 狄生奎， 杜祝遙, 王立憲， 項長生

(1.蘭州理工大學 甘肅省土木工程防災減災重點實驗室， 甘肅 蘭州 730050； 2.陜西國防工業職業技術學院， 陜西 西安 710302；3.西部土木工程防災減災教育部工程研究中心， 甘肅 蘭州 730050)

近年來，利用梁結構動態響應中的動力特性數據來識別損傷，具有堅實的理論依據與廣泛的應用價值[1-3]。在此基礎上，已有多種方法[4]提出并初步應用到實踐中。但是，這些方法在實踐中還有許多問題需要完善，如測量精度、誤差以及測量數據的不完整性，對于這些問題可引入工程界最常用的振動模態來解決，即頻率和振型[5]。相對測量精度來講，結構固有頻率不僅測量方法簡單，而且測量精度比振型精度高[6]。所以，如能用結構頻率的改變量識別梁結構的損傷具有很大的工程應用前景。薛松濤等[7]對此方面的研究主要集中在頻率靈敏度方法上，但頻率靈敏度存在數據量過少以及不適于對稱結構的缺點；陳小超等[8]應用移動質量法與分形維數實現梁損傷檢測;Zhong S[9]、李雪松等[10]基于附加質量的方法提出新的損傷指標能解決數據量過少的缺點。這些研究在檢測中都使用了大量的檢測儀器來測量橋梁多點的模態參數，但由于現階段傳感器的局限，很難測量到準確的橋梁振型。據此，該文將模態參數進行組合提出新的損傷指標。該指標具有以下優點：附加質量后結構轉化成非對稱結構，不同位置的損傷引起不同的模態參數的改變，解決了對稱結構對損傷識別的影響；……