暨南大学聂振华获国家专利权
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龙图腾网获悉暨南大学申请的专利一种高分辨率模态柔度构造影响线的桥梁损伤定位方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119197945B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411182445.6,技术领域涉及:G01M5/00;该发明授权一种高分辨率模态柔度构造影响线的桥梁损伤定位方法是由聂振华;林煜铭;马宏伟设计研发完成,并于2024-08-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种高分辨率模态柔度构造影响线的桥梁损伤定位方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种高分辨率模态柔度构造影响线的桥梁损伤定位方法,包括下列步骤:利用最少2个传感器收集桥梁在移动荷载下的位移响应构成位移矩阵U;对位移响应进行FFT变换,确定桥梁的固有频率ω;对位移矩阵U进行分析得到主成分矩阵G;根据主成分矩阵的物理意义,滤除各阶主成分中的高阶动力分量,得到各阶高分辨率模态振型利用固有频率ω和模态振型构造模态柔度矩阵C;将单位荷载的移动过程离散化为单位荷载矩阵F;利用模态柔度矩阵C和单位荷载矩阵F构造出多个自由度处的挠度影响线;构造桥梁无损状态和有损状态的挠度影响线,得到损伤指标,识别位置。该方法通过桥梁的模态参数进行影响线的构造,利用少量传感器和简单计算得到准确的损伤定位。
本发明授权一种高分辨率模态柔度构造影响线的桥梁损伤定位方法在权利要求书中公布了:1.一种高分辨率模态柔度构造影响线的桥梁损伤定位方法,其特征在于,所述桥梁损伤定位方法包括下列步骤: S1、在待测桥梁上均匀安装z个传感器,z为大于等于2的正整数,在移动荷载经过待测桥梁时,通过z个传感器收集位移响应,并将位移响应数据以列向量形式构建位移矩阵U,将收集到的位移响应进行快速傅里叶变换,得到待测桥梁结构的固有频率ω; S2、计算位移矩阵U的协方差矩阵S: 其中m为位移响应数据的采样点数量; 计算位移矩阵U的主成分矩阵G如下: G=UR=g1…gz 其中R为对协方差矩阵S进行矩阵分解得到的特征向量矩阵,z为传感器的数量,g1、…、gz分别表示主成分矩阵G的第1、…、z列向量,也称为主成分矩阵G的第1、…、z阶主成分; S3、以固有频率ω作为截断频率,滤除掉主成分矩阵G中各阶主成分的高阶动力分量,得到各阶高分辨率模态振型 S4、利用固有频率ω和高分辨率模态振型构造高分辨率模态柔度矩阵C,计算公式如下: 其中i为模态阶数,r为选取的高分辨率模态的最高阶数,r=1,2,…,z,ωi为待测桥梁结构的第i阶固有频率,为第i阶高分辨率模态振型,T表示转置操作; S5、将待测桥梁平均划分为k个垂直自由度,其中k=m,将高分辨率模态柔度矩阵C右乘k行q列的单位荷载矩阵F,得到另一单位移动荷载从垂直自由度1移动到垂直自由度q时待测桥梁的挠度响应矩阵D,q=1,2,…,k,表示为: 其中D、F分别表示挠度响应矩阵和单位荷载矩阵,d1、…、dq分别表示挠度响应矩阵D的第1、…、q个列向量,也分别表示为垂直自由度1、…、q处的挠度响应向量,T表示转置操作; 挠度响应矩阵D的第x行即为待测桥梁结构的垂直自由度n处的挠度影响线DILn,其中x=n,表示为 其中DILn表示待测桥梁结构的垂直自由度n处的挠度影响线,n=1,2,…,k,分别表示挠度响应矩阵D的第1、…、q个列向量d1、…、dq的第x个元素,x=n; S6、构造损伤指标,将待测桥梁结构的无损状态和有损状态的位移响应分别重复执行上述步骤S1至步骤S5得到无损状态的挠度影响线DILu和有损状态的挠度影响线DILd,分别将待测桥梁结构的k个垂直自由度处的无损状态的挠度影响线和有损状态的挠度影响线进行作差,再计算k个垂直自由度的挠度影响线差值的平均值,计算式如下: 其中DILCA为挠度影响线差值的平均值,DILdn和DILun分别表示待测桥梁有损状态和无损状态的垂直自由度n的挠度影响线; S7、利用平均值DILCA对待测桥梁结构进行损伤识别和定位。
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