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基于振动传递率函数与统计假设检验的海洋平台结构损伤识别研究 |
刁延松1,2,徐东锋1,徐 菁1,2,毛 辉1,2 |
1.青岛理工大学土工程学院,山东青岛 266033;
2.山东省蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心,山东青岛 266033 |
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Structuraldamageidentificationofoffshoreplatform basedonthevibration#br# transmissibilityfunctionandstatisticalhypothesistesting |
DIAOYansong1,2,XUDongfeng1,XUJing1,2,MAOHui1,2 |
1.SchoolofCivilEngineering,QingdaoTechnologicalUniversity,Qingdao266033,China;
2.CollaborativeInnovationCenterofEngineeringConstructionandSafetyinShandongBlueEconomicZone,Qingdao266033,China |
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摘要 由于受激励未知、测量噪声及建模误差等因素影响,基于振动的结构损伤识别结果存在明显不确定性。
为此,利用振动传递率函数和统计假设检验进行结构损伤识别研究。用结构损伤前后加速度响应计算振动传递率函数;
用主成分分析(PrincipalComponentAnalysis,PCA)提取结构损伤前后振动传递率函数的第一阶主成分作为正态总体样
本;用多元统计分析中F检验法进行假设检验分析以达损伤识别目的。该方法无需激励信息,具有一定抗噪声能力,适合
处理激励未知、测量噪声等因素引起的不确定性问题。通过海洋平台结构数值模拟及振动台模型试验验证该方法的可
行性。
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关键词 :
损伤识别,
传递率函数,
主成分分析,
海洋平台,
假设检验
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Abstract:Theresultsofthestructuraldamageidentificationbasedonvibrationhaveobviousuncertaintybecauseoftheinfluencesofunknownexcitation,measurementnoiseandmodelingerror.Here,thevibrationtransmissibilityfunction andstatisticalhypothesistestingmethodswereutilizedtoidentifythestructuraldamage.Firstly,theaccelerationresponses beforeandafterthestructuraldamagewereusedtocalculatethevibrationtransmissibilityfunction.Thenthefirstprincipal
componentofvibrationtransmissibilityfunctionbeforeandafterthestructuraldamagewasextractedwithprincipal componentanalysis(PCA),whichwastreatedasasampleofnormalpopulation.Finally,theFtestofmultivariate statisticalanalysiswasemployedforhypothesistestinganalysistoachievethepurposeofdamageidentification.This methoddoesnotneedinformationofexcitationandisabletoresistnoise,it’ssuitableforhandlinguncertainproblems resultingfromunknownexcitationandmeasurementnoise.Thenumericalsimulationofanoffshoreplatformstructureandtheshakingtablemodeltestshowedthattheproposedmethodisfeasible.
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Key words:
damageidentification
transmissibilityfunction
principalcomponentanalysis(PCA)
offshoreplatform
hypothesistesting
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出版日期: 2016-01-15
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引用本文: |
刁延松1,2,徐东锋1,徐 菁1,2,毛 辉1,2. 基于振动传递率函数与统计假设检验的海洋平台结构损伤识别研究[J]. 振动与冲击, 2016, 35(2): 218-222.
DIAOYansong1,2,XUDongfeng1,XUJing1,2,MAOHui1,2. Structuraldamageidentificationofoffshoreplatform basedonthevibration#br# transmissibilityfunctionandstatisticalhypothesistesting. JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK, 2016, 35(2): 218-222.
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链接本文: |
http://jvs.sjtu.edu.cn/CN/ 或 http://jvs.sjtu.edu.cn/CN/Y2016/V35/I2/218 |
[1]WangML,HeoG,SatpathiD.Healthmonitoringsystemforlargestructuralsystems[J].SmartMaterialandStructures,1998,7(5):606-616.
[2]AktanAE,CatbasFN,GrimmelsmanKA,etal.Issuesininfrastructurehealthmonitoringformanagement[J].JournalofEngineeringMechanics,2000,126(7):711-724.
[3] FarrarCR,WordenK.Anintroductiontostructuralhealthmonitoring[J].PhilTransRSoc,2007,365(1861):303-315.
[4]朱宏平,余瞡,张俊兵.结构损伤动力检测与健康监测研究现状与展望[J].工程力学,2011(2):1-11.
ZHUHongping,YU Jing,ZHANG Junbing.A summaryreview and advantages of vibrationbased damageidentificationmethodsinstructuralhealthmonitoring[J].EngineeringMechanics,2011(2):1-11.
[5]FarrarC R,Worden K. Structuralhealth monitoring: amachinelearningperspective[M].NewYork:Wiley,2012.
[6]FarrarCR,LievenNAJ.Damageprognosis:thefutureofstructuralhealthmonitoring[J].Phil,Trans,R,Soc,2007,365(1851):623-632.
[7]刘智.基于统计模式识别的空间钢结构损伤预警[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2010.
[8]林秀萍.基于概率统计方法的结构损伤识别研究[D].重庆:重庆大学,2009.
[9]Sohn H, Worden K, FarrarC R. StatisticaldamageclassificationunderchangingEnvironmentalandoperationalconditions[J].JournalofIntelligentMaterialSystemsandStructures,2002,13(9):561-574.
[10]RizosDD,FassoisSD,MarioliRigaZP,etal.Vibrationbased skin damage statisticaldetection and restorationassessmentinastiffenedaircraftpanel[J].MechanicalSystemsandSignalProcessing,2008,22(2):315-337.
[11]李炜明.土木工程结构系统辨识的统计方法研究[D].武汉:华中科技大学,2009.
[12] MujicaLE,RuizM,PozoF,etal.Astructuraldamagedetectionindicatorbasedonprincipalcomponentanalysisandstatisticalhypothesis testing[J]. SmartMaterials and Structures,2014,23(2):14-25.
[13]MaiaN M M,Silva JM M, Ribeiro A M R. Thetransmissibility conceptin multiple degrees offreedomsystems[J].MechanicalSystemsandSignalProcessing,2001,15(1):129-137.
[14]ZhuDP,YiXH,WangY,etal.Mobilesensornetworks:anewapproachforstructuralhealthmonitoring[C]//StructuresCongress 19th Analysis and Computation SpecialtyConference.OrlandsFlorida,2010:159-168.
[15]刁延松,张启亮,孟冬梅.基于振动传递率的钢质导管架海洋平台结构损伤识别方法研究[J].建筑钢结构进展,2013,15(1):50-56.
DIAOYansong,ZHANGQiliang,MENGDongmei.Studyonthedamageidentificationmethonofsteeljacketoffshoreplatform basedonvibrationtransmissibilityfunction[J].ProgressinSteelBuildingStructures,2013,15(1):50-56.
[16] SteenackersG,DevriendtC,GuillaumeP.Ontheuseoftransmissibility measurements for finite element modelupdating[J].JournalofSoundandVibration,2007,303:707-722.
[17]陈志为.基于统计模式识别技术的结构异常检验[D].福州:福州大学,2005.
[18]于秀林,任雪松.多元统计分析[M].北京:中国统计出版社,2011.
[19]朱建平.应用多元统计分析[M].北京:科学出版社,2012. 222 振动与冲击2016年第35卷
|
[1] |
聂振国,赵学智. PCA与SVD信号处理效果相似性与机理分析[J]. 振动与冲击, 2016, 35(2): 12-17. |
[2] |
庞晓柯1,周以齐1,唐伟1,王丽1,2,米永振1. 基于工况传递路径分析的挖掘机座椅振动研究[J]. 振动与冲击, 2015, 34(9): 171-176. |
[3] |
张昱,朱彤,周晶. 多自由度系统中标量传递率的不变性及其应用[J]. 振动与冲击, 2015, 34(8): 151-156. |
[4] |
占超, 李东升, 任亮, 李宏男. 基于改进交叉模型交叉模态法的局部损伤识别方法[J]. 振动与冲击, 2015, 34(7): 127-133. |
[5] |
傅奕臻;魏子天;吕中荣;刘济科. 基于时域响应灵敏度分析的板结构损伤识别[J]. , 2015, 34(4): 117-120. |
[6] |
郭惠勇 罗乐 盛懋 李正良. 基于岭估计和L曲线的损伤识别技术研究[J]. , 2015, 34(4): 200-204. |
[7] |
周友行, 谢赛元,谢奇,周后明. 基于监测信号边际谱和双谱特征融合的孔系钻削质量分析[J]. 振动与冲击, 2015, 34(24): 40-45. |
[8] |
任宜春1,2,翁璞2. 基于改进Hilbert-Huang变换的结构损伤识别方法研究[J]. 振动与冲击, 2015, 34(18): 195-199. |
[9] |
余 竹1,2, 夏 禾1,殷永高2,孙敦华2. 基于小波变换与Lipschitz指数的桥梁损伤识别研究[J]. 振动与冲击, 2015, 34(14): 65-69. |
[10] |
赵建华1,张 陵1,孙 清2. 比例损伤结构的两阶段损伤识别研究[J]. 振动与冲击, 2015, 34(13): 146-151. |
[11] |
钟儒勉,宗周红,郑沛娟,杨泽刚. 基于节点曲率和小波分析的梁式桥多尺度损伤识别[J]. 振动与冲击, 2015, 34(12): 108-114. |
[12] |
张恒;赵荣珍;. 故障特征选择与特征信息融合的加权KPCA方法研究[J]. , 2014, 33(9): 89-93. |
[13] |
林友新;贾子光;任亮;李宏男;成明涛张鹏. 基于磁流变阻尼器的结构损伤模拟试验研究[J]. , 2014, 33(7): 147-152. |
[14] |
王鑫;胡卫兵;孟昭博. 基于小波包能量曲率差的古木结构损伤识别[J]. , 2014, 33(7): 153-159. |
[15] |
叶肖伟;姜 洋;倪一清;苏 娟;董小鹏;肖杰灵;. 基于FBG反射谱特征的铁路道岔损伤识别试验研究[J]. , 2014, 33(6): 71-76. |
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