曲率模态

摘要： 针对模态试验中使用加速度计时附加质量大、不易安装且对于结构曲率变化不敏感等问题,提出使用应变阵列测量位移模态与曲率模态。以悬臂梁为例,通过改变应变阵列的布置方法测量梁的位移和曲率模态,并与使用加速度计的模态分析结果进行对比。实验结果表明:通过改变应变阵列布置方法,可有针对性地提取结构的位移模态与曲率模态,且模态识别效果较好。与使用加速度计相比,应变阵列的主要优点在于其附加质量小,易于安装且能适用于复杂结构,成本低廉。

摘要： 从驶过桥梁的车辆响应中识别简支梁桥的损伤具有快速、经济的优点,对公路工程中广泛存在中小旧桥快速检测具有重大的应用价值。依据车桥耦合振动理论和间接测量法原理,对车辆驶过桥梁的过程进行数值模拟试验研究,对车体加速度时程响应进行快速傅里叶变换、带通滤波处理、希尔伯特变换,得到桥梁的一阶识别位移振型,利用位移振型的曲率识别桥梁损伤,对比分析了位移曲率识别桥梁损伤的三大曲率指标。数值分析表明,曲率模态、曲率模态差、曲率模态变化率三大指标都能较好地识别简支梁桥的损伤位置,为车辆传感间接识别简支梁桥损伤方法在桥梁检测工程中的应用提供理论参考。

摘要： 为了利用简支梁损伤状态的一阶曲率模态对其进行损伤识别,通过结构位移计算推导了简支梁损伤前后在分布惯性力作用下节点的曲率模态理论值,提出利用曲率模态差指标作为标识量进行损伤定位,并基于简支梁损伤前后节点曲率模态值的变化规律建立了计算损伤程度的计算式。针对实际工程中无法获取结构原始模态参数的问题,提出采用函数拟合构建未损伤状态曲率模态曲线的方法。通过一简支梁数值算例,设置多个损伤工况进行损伤识别,结果表明该方法能有效识别简支梁的各处损伤。

摘要： 结构损伤识别方法能够对结构进行损伤定位和损伤程度识别,是目前结构检测与鉴定的重要方法。介绍了基于动力特性结构损伤识别的4种主要指标,即固有频率指标、振型指标、曲率模态指标和模态应变能指标。分析了各类损伤识别指标的识别原理、特点以及应用情况,并总结了四类指标的应用条件。

摘要： 针对曲率模态指标存在的对振型节点附近损伤不敏感、需要较密集测点等缺陷,在曲率模态的基础上引入广义局部信息熵,推导了广义局部曲率模态信息熵的公式,建立了相应的损伤指标并针对高阶振型的特点对指标进行改进.提取并处理简支梁损伤模型的动力参数,将曲率模态和广义局部曲率模态信息熵分别作为神经网络的输入参数,对损伤进行识别并对比了两种参数的识别结果,研究了测点数量对指标精确度的影响,通过损伤钢梁模态试验对上述结论进行验证.结果表明,所提方法能较好地定位及定量损伤,在靠近振型节点处指标识别精度高于曲率模态.

摘要： 为了更高效准确地对流质输送管道进行损伤检测,结合改进粒子群算法和误差反向传播神经网络,提出了一种IPSO-BP神经网络模型,并以IPSO-BP网络和IPSO算法建立损伤位置和损伤程度识别器。针对管道损伤检测问题,提出以曲率模态和位移模态为输入特征参数,由损伤位置识别器、损伤程度识别器构成的管道结构损伤识别模型。基于管道的特定工况,对不同损伤状态下的管道进行模态分析和静力学分析,得到共100组训练样本和12组测试样本,利用IPSO-BP神经网络进行结构损伤识别模型的训练和测试。结果表明:提出的基于IPSO-BP神经网络的管道损伤识别模型对损伤位置的识别准确率为100%,损伤程度误差率低于5%,该模型为各种工况下的管道损伤检测提供了一类快速准确的方法。

摘要： 在钢结构检测过程中,由于损伤识别参数选择中存在差异,导致钢结构损伤检测结果误差较大。因此,提出大跨度异型钢结构多点损伤检测方法。利用有限元模型在大跨度钢结构中选择最佳的传感器放置点,依据获取的钢结构信息,确定适当损伤识别参数。通过构建曲率模态损伤定位模型,初步确定大跨度异型钢结构多点损伤位置。借助PNN神经网络完成大跨度异型钢结构多点损伤检测。实验结果表明:所设计检测方法与传统方法相比较将检测误差分别降低了23.09%、45.34%,提升了大跨度异型钢结构损伤检测的精度。

摘要： 曲率模态是一种理想的损伤识别参数,他不仅能够反映并放大结构局部特征变化,还能对损伤位置进行准确的指示。但使用曲率模态作为损伤识别指标必须要提前得知结构初始状态下的曲率模态数据,这对实际工程中已损坏的结构来说是十分困难的。为解决这个实际工程难题,文章在原有的曲率模态方法基础上进行了改进,提出了结构完好曲率模态曲线的概念,并采用最小二乘法成功拟合该曲线,进一步利用拟合曲线与曲率模态曲线突变区域围合的损伤定义面积来判断结构损伤程度。最后使用ANSYS有限元软件模拟简支梁进行数值分析,验证了该方法的可行性。

摘要： 针对基于结构振型参数的损伤定位方法抗噪性差、对微小损伤不敏感以及对多损伤识别性能低等问题,基于振型低秩性与损伤分布稀疏性提出了一种复合材料层合板多损伤识别方法。首先,使用高斯-拉普拉斯算子(Laplacian of Gaussian,简称LoG)求解曲率模态;其次,利用鲁棒主成分分析提取曲率模态中损伤诱导产生的奇异值进行损伤定位;然后,提出了一个鲁棒损伤定位指标用于融合多个曲率模态的损伤信息;最后,使用带损伤复合材料层合板数值模拟与实验数据验证了方法的有效性。结果表明,该方法无需无损结构参考信息,便可准确地定位复合材料层合板中多个小面积损伤。

摘要： 该文通过梁自由振动有限元方程和曲率模态理论,表明曲率模态及其衍生参数对损伤识别灵敏度较高,具有较好的识别效果.借助有限元分析软件ABAQUS,对简支梁进行数值模拟和频率模态分析,通过差分方法对损伤前后各工况下的模态位移进行推导得到各阶曲率模态.同时,计算并绘制出各工况下的曲率模态及其衍生参数曲率模态差的变化曲线,可应用于对梁结构损伤位置和程度的识别.

摘要： 在通过测量振动参数的变化来检测结构裂纹的方法中,曲率模态法是较为有效的一种.曲率模态通常由中心差分法求取位移模态的2阶导数来获得,但由于模态的测量比较困难,分辨率和精度较低,所以差分法计算误差较大.针对该情况,引入插值和加窗傅里叶变换算法来计算曲率模态,并通过带裂纹悬臂梁的测量实验进行验证.同中心差分法进行对比可知:提出的算法能大幅提升计算的精度,准确地判断裂纹的所在位置.

摘要： 本文阐述了曲率模态分析的理论基础，以高桩码头排架桩基作为分析对象，通过ANSYS 12.0有限元仿真软件对桩基结构完好及结构不同损伤情况进行了模拟计算并得出频率、位移振型及曲率振型的变化规律，最后分析了频率、位移振型、曲率振型对损伤的敏感性。

摘要： 随着大跨度桥梁数量及重要性的增加,桥梁损伤识别成为学界的研究热点.文中应用小渡分析提取桥面的一阶振型,推导了梁式结构由不等间距位移模态向曲率模态转化的乘子矩阵DTOC,由损伤前后曲率模态的变异特征构造了梁式结构单损伤情况的普适概率神经网络,使之可以识别无训练样本时的损伤位置.通过数值仿真计算了某斜拉桥有限元模型桥面单元刚度折减前后在模拟脉动风荷载下的桥面板关键点的振动时程,讨论了小波参数识别技术和该普适概率神经网络的联合应用在不同级别的测量噪声影响下的斜拉桥桥面板损伤识别效果,说明在振动测量信号的信噪比达到一定要求时该方法具有实际效果.

摘要： 本文采用曲率模态对汽车后桥损伤识别进行了研究,简述曲率模态以及损伤识别指标,建立损伤识别的流程,并通过对平板算例的有限元仿真计算,验证损伤识别指标对多位置损伤与不同程度损伤识别的有效性;在此基础上,对无损和受损扭杆梁后桥进行试验模态分析,获取曲率模态,并识别出后桥的裂纹位置及不同损伤程度,验证使用曲率模态进行汽车后桥的损伤识别的可行性。

摘要： 利用小波变换能够聚焦到信号的任意细节进行时频处理的优点，将结构曲率模态和小波变换有机结合起来(简称模态-小波法)，在曲率模态基础上进行小波变换，识别结构损伤状态和确定损伤位置。在曲率模态和小波方法成功用于简支梁的损伤定位基础上，提出将模态-小波方法应用到大跨度空间网格结构的思路，给出了具体实施步骤，探讨该方法对网格结构损伤定位的可靠性及应用价值。

摘要： 探讨了用曲率模态和神经网络联合对混凝土结构裂缝进行损伤识别和定位的方法。以一矩形截面悬臂梁为研究对象，通过对无损伤结构和带损伤结构的有限元分析，获得损伤标识量，输入Elman神经网络进行训练，以损伤位置和损伤程度作为网络的输出参数，进行了单处损伤和多处损伤的诊断研究。研究表明，曲率模态振型对结构的损伤敏感，采用曲率模态和神经网络结合的方法可以同时确定结构损伤的存在、程度和位置，该方法对于梁式及框架结构的损伤诊断具有一定的指导意义。

摘要： 桥梁结构由于建造时间长久、环境侵蚀、不利荷载等其他原因已经产生了一定程度的损坏和破坏性事故.考虑到安全性,及时掌握桥梁的损伤信息并作出处理决策,有着积极的意义.基于模态分析理论的参数识别可以用来估计损伤程度和定位损伤位置.此文对基于曲率模态分析理论的损伤识别方法进行了探讨,引用平均曲率模态损伤因子、即刻曲率模态损伤因子两个指标对桥梁损伤进行判定,探讨了两个敏感指标抗噪声干扰的能力.文章中以连续梁为研究对象,验证了曲率模态损伤识别指标对梁桥损伤识别的可行性、有效性和适用性.最后,该论文提出了损伤识别方法还有待于研究的问题,肯定了基于模态分析理论损伤识别方法有着广泛的应用前景.

摘要： 以一个三跨变截面连续刚构桥为研究对象,根据曲率模态振型,对该连续刚构桥的损伤识别进行仿真研究.利用小波分析方法多分辨率特点,对曲率模态振型进行分析,进而对连续刚构桥损伤位置进行识别.通过对不同位置,不同损伤程度仿真模拟得到的曲率模态进行小波分析.仿真结果表明,用小波分析方法对三跨变截面桥梁曲率模态进行损伤识别效果非常好,尤其在微小损伤的情况识别效果比位移模态更具优势.

摘要： 利用Guyan减缩法对一平面框架结构进行转角自由度减缩,然后对其进行模态分析,所得到的前五阶频率结果与缩聚前所得到的频率结果十分接近。并通过数值模拟计算,用曲率模态方法较好地实现了模型缩聚下的平面框架结构损伤识别,表明模型缩聚技术可以应用于平面框架结构的损伤识别。

摘要： 研究了桨叶损伤前后的振型,基于桨叶振型数据建立了直升机复合材料桨叶结构的动力学全局损伤检测理论方法,提出一个基于振型数据的损伤程度及位置判定指标.实现了对直升机桨叶损伤的有效识别和定位,并通过算例验证了该理论方法的有效性.

摘要： 本发明提供了一种基于模态曲率误差法的叶片裂纹区域确定方法，通过利用包络线法得到模态位移，利用模态曲率误差法对裂纹进行定位，仅需简单的工具仪器即可对叶片的裂纹进行定位，简单方便快捷，提高了检测效率，为后续叶片维修提供了技术支持，并节约了作业时间及成本；通过在铝质叶片和竹叶片上进行本申请的实验，获得良好的实验效果，其通用性强，精准度高，误差范围小，定位速度快，同时，该方法可以结合远程监控等手段，远距离实时对叶片使用过程进行监控，不需卸掉叶片，也不需要停机影响叶片的正常工作，可实时了解叶片结构内部健康情况以便及时预警。

摘要： 本发明公开了一种模态柔度曲率矩阵范数的梁结构损伤识别方法。本发明步骤如下：通过模态测试分别获得梁结构损伤前、后的模态柔度矩阵；对梁结构损伤前、后的柔度矩阵求曲率，再对柔度曲率矩阵的各列向量依次求范数，使用范数差进行结构损伤定位；根据损伤前、后柔度曲率矩阵范数的相对变化计算梁结构节点损伤程度，进而计算得到单元损伤程度。本发明能有效的对梁结构进行单损伤、多损伤工况的损伤定位，并能较精确的进行损伤程度识别，较好的克服了现有模态柔度曲率类指标不能进行损伤程度识别的不足，可应用于梁结构的无损检测与损伤程度评估。

摘要： 本发明公开了一种基于椭球面曲率的光声/超声双模态高频探头，包括探头外壳、椭球形背衬层、高频压电元件和信号传输线路；所述探头外壳侧壁中部挖孔并设有信号传输线路；所述椭球形背衬层同轴固定在探头外壳的入射光通道，中部设有圆柱结构；所述高频压电元件被压制于椭球形背衬层下端形成用于扩展景深的椭球形凹面，高频压电元件的中部设有与圆柱结构匹配的中部挖孔，所述椭球形凹面的形状与椭球形背衬层相匹配。本发明解决了目前高频探头景深不足的弊端，既能利用高频压电元件提高光声/超声成像横向和轴向分辨率，在无需移动焦点位置的情况下又能够接收来自更深层的组织中的信号。

摘要： 本发明提供了一种基于模态曲率误差法的叶片裂纹区域确定方法，通过利用包络线法得到模态位移，利用模态曲率误差法对裂纹进行定位，仅需简单的工具仪器即可对叶片的裂纹进行定位，简单方便快捷，提高了检测效率，为后续叶片维修提供了技术支持，并节约了作业时间及成本；通过在铝质叶片和竹叶片上进行本申请的实验，获得良好的实验效果，其通用性强，精准度高，误差范围小，定位速度快，同时，该方法可以结合远程监控等手段，远距离实时对叶片使用过程进行监控，不需卸掉叶片，也不需要停机影响叶片的正常工作，可实时了解叶片结构内部健康情况以便及时预警。

摘要： 本发明公开了一种模态柔度曲率矩阵范数的梁结构损伤识别方法。本发明步骤如下：通过模态测试分别获得梁结构损伤前、后的模态柔度矩阵；对梁结构损伤前、后的柔度矩阵求曲率，再对柔度曲率矩阵的各列向量依次求范数，使用范数差进行结构损伤定位；根据损伤前、后柔度曲率矩阵范数的相对变化计算梁结构节点损伤程度，进而计算得到单元损伤程度。本发明能有效的对梁结构进行单损伤、多损伤工况的损伤定位，并能较精确的进行损伤程度识别，较好的克服了现有模态柔度曲率类指标不能进行损伤程度识别的不足，可应用于梁结构的无损检测与损伤程度评估。

摘要： 本公开揭示了一种基于方向小波曲率模态的铝板损伤识别方法，包括如下步骤：采集待测铝板的高阶ODSs振型信号；对所述待测铝板的高阶ODSs振型信号作多角度小波变换，以得到不同方向的小波曲率模态；将所述不同方向的小波曲率模态进行叠加，以获得新的小波曲率模态；根据新的小波曲率模态峰值的位置识别铝板是否存在损伤，并确定损伤方向。

摘要： 一种基于DIC技术的曲率模态损伤识别方法，其中，包括如下步骤：S1.对桁架结构模型施加一个动态的力锤激励，利用DIC技术分别对初始桁架结构和施加力锤激励后的桁架结构进行拍摄，得到桁架结构变形的时序图像，同时利用动静态采集仪测量力锤激励的时程信号，得到激励力曲线，对时序图像进行相关性分析处理，得到位移曲线；S2.把得到的位移曲线和激励力曲线按时间顺序对应起来，导入动态信号测试分析系统中，得到频响函数，根据频响函数推导出桁架结构的固有频率和振动模态；S3.得到固有频率和振动模态后，用曲率模态做差值得到曲率模态差值指标，求出桁架结构变形前及变形后的曲率模态差，从而判断桁架结构是否发生损伤、损伤定位和判断损伤程度。

摘要： 本公开揭示了一种基于方向小波曲率模态的铝板损伤识别方法，包括如下步骤：采集待测铝板的高阶ODSs振型信号；对所述待测铝板的高阶ODSs振型信号作多角度小波变换，以得到不同方向的小波曲率模态；将所述不同方向的小波曲率模态进行叠加，以获得新的小波曲率模态；根据新的小波曲率模态峰值的位置识别铝板是否存在损伤，并确定损伤方向。

摘要： 一种古建筑木梁基于曲率模态的损伤鉴定方法，包括以下步骤；沿着长度为L的木梁构件的纵向等距离划分成若干单元，根据梁长度确定单元数，并在每个单元节点上面标上编号，编号顺序为1～n，加速度传感器1需沿梁底的纵向等距离从跨中向两端布置，且数量控制为奇数，至少3个；采用多点输入多点输出的方法进行模态试验，用冲击力锤3从第一节点依次敲至最后节点，将所得数据的平均值作为最终结果；利用网络分布式信号采集分析仪2对采集的信号进行分析处理；采用中心差分法将模态试验所得位移数据转化为曲率，绘制出曲率模态图进行分析。本发明以实现在不破坏木构件的前提下，现场方便、快捷地检测鉴定出木梁构件关键部位的损伤指标。

摘要： 一种基于DIC技术的曲率模态损伤识别方法，其中，包括如下步骤：S1.对桁架结构模型施加一个动态的力锤激励，利用DIC技术分别对初始桁架结构和施加力锤激励后的桁架结构进行拍摄，得到桁架结构变形的时序图像，同时利用动静态采集仪测量力锤激励的时程信号，得到激励力曲线，对时序图像进行相关性分析处理，得到位移曲线；S2.把得到的位移曲线和激励力曲线按时间顺序对应起来，导入动态信号测试分析系统中，得到频响函数，根据频响函数推导出桁架结构的固有频率和振动模态；S3.得到固有频率和振动模态后，用曲率模态做差值得到曲率模态差值指标，求出桁架结构变形前及变形后的曲率模态差，从而判断桁架结构是否发生损伤、损伤定位和判断损伤程度。