温度影响下基于主成分分析和模态柔度的结构异常检测

摘要：

在基于振动的结构损伤识别中,很多结构动力学的参数可用作损伤特征参数,如共振频率、振型、模态柔度等.结构损伤会引起损伤特征参数发生改变,但环境因素和运营条件的影响也会使这些特征参数发生变化,而且这种变化往往会掩盖结构自身损伤所引起的特征参数变化.如何剔除或减少诸多环境因素的影响,得到结构本身的真实状况(有损或无损),成为了桥梁损伤检测和健康监测中的一个关键问题.选用对结构损伤较为敏感的模态柔度作为损伤特征参数,通过数值模拟算例对比分析了结构局部损伤和温度变化对模态柔度的影响;对结构在不同状态下的模态柔度进行主成分分析,用残差建立其统计分布模式,用统计模式识别的方法识别模式差异,实现考虑环境因素影响的结构异常检测.结果表明,若不考虑温度对模态柔度的影响,易对桥梁结构的健康状况产生误判;运用基于主成分分析的结构异常检测方法可有效剔除温度对模态柔度的影响,实现结构异常的检测.

关键词：主成分分析、异常检测、温度影响、模态柔度

所属期刊栏目：30

分类号：TP181(自动化基础理论)

资助基金：国家自然科学基金资助项目50678173,50878210,51078357;863项目2009AA11Z101;中国博士后基金项目2008043152

在线出版日期：2011-09-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：83-87