基于AR-ARCH模型的結(jié)構(gòu)非線性損傷識(shí)別.pdf

1、伴隨著現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程，結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別也成為一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域。在該領(lǐng)域出現(xiàn)了很多對結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷檢測或識(shí)別的方法，比如有損的、無損的方法，比如局部的、全局的方法等。其中全局損傷識(shí)別方法中的基于結(jié)構(gòu)振動(dòng)信息的損傷識(shí)別，是一種比較智能化的損傷診斷方法，由于涉及到很多現(xiàn)代化技術(shù)比如傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)通信、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)管理等，這使得基于結(jié)構(gòu)振動(dòng)信息的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別成為近幾十年許多來學(xué)者們一直熱衷的研究熱點(diǎn)。其中基于時(shí)間序列分析

2、的方法被越來越多的運(yùn)用到結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別領(lǐng)域，也取得很多不錯(cuò)的成果。該方法基本原理是通過運(yùn)用合適的時(shí)間序列模型對結(jié)構(gòu)在各個(gè)狀態(tài)下的振動(dòng)信息（比如加速度響應(yīng)）進(jìn)行建模來提取結(jié)構(gòu)的相關(guān)特征信息，進(jìn)而診斷結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)。本文研究的是基于時(shí)間序列分析方法對結(jié)構(gòu)的非線性損傷進(jìn)行識(shí)別。眾所周知，結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)營情況下出現(xiàn)的損傷，或多或少都存在著一定程度的非線性特征，然而目前基于時(shí)間序列方法的損傷識(shí)別研究絕大多數(shù)都是基于結(jié)構(gòu)線性損傷模型來考慮的，所以研究結(jié)

3、構(gòu)非線性損傷診斷更加貼近結(jié)構(gòu)實(shí)際情況。
　　本文先大概綜述了近幾十年來有關(guān)線性時(shí)間序列模型（如AR模型, ARMA模型,ARX模型等）在損傷識(shí)別領(lǐng)域的研究成果，然后又針對非線性時(shí)間序列模型（如GARCH模型,ARCH模型等）在損傷領(lǐng)域的研究成果進(jìn)行了總結(jié)。隨后開始介紹本文用來對結(jié)構(gòu)非線性損傷進(jìn)行診斷識(shí)別的線性AR模型和非線性ARCH模型的相關(guān)理論，并進(jìn)一步介紹了該方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性損傷診斷的原理，以及非線性損傷識(shí)別敏感因子二階方

4、差指標(biāo)（SOVI）的提出。為了表現(xiàn)該非線性方法和指標(biāo)對結(jié)構(gòu)非線性的損傷識(shí)別的優(yōu)越性，文中又引入了基于傳統(tǒng)線性損傷理論的識(shí)別方法倒譜距離（CMI）來與之進(jìn)行對比。最后分別通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)的三層框架結(jié)構(gòu)和模擬的八層層間剪切結(jié)構(gòu)來對AR/ARCH理論和SOVI指標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)證和測試，結(jié)果表明了該方法和指標(biāo)對結(jié)構(gòu)非線性損傷的具有定位準(zhǔn)確，能在一定程度上反應(yīng)結(jié)構(gòu)非線性損傷程度的變化，對小損傷敏感以及具有抗環(huán)境干擾等優(yōu)點(diǎn)，并且與傳統(tǒng)線性損傷識(shí)別方法CMI