(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210724241.5 (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 大连理工大 学 地址 116024 辽宁省大连市甘井 子区凌工 路2号 (72)发明人 伊廷华　薛铭圣　曲春绪　李宏男　 (74)专利代理 机构 辽宁鸿文知识产权代理有限 公司 21102 专利代理师 王海波 (51)Int.Cl. G01M 7/08(2006.01) G06F 30/13(2020.01) (54)发明名称 一种基于无参考点分区测试的柔度面识别 方法 (57)摘要 本发明属于工程结构检测数据分析技术领 域， 提供了一种基于无参考点分区测试的柔度面 识别方法。 本发 明首先通过最小二乘复频域法求 解桥梁各个子结构 的各阶频率、 阻尼、 振型和模 态缩放系数， 然后根据桥梁各子结构各阶振型的 所有可能方向进行桥梁全结构 振型的预集成， 利 用集成振型正交性指标对预集 成振型进行筛选， 对集成振型正交性指标最小的几个预集成振型 进行曲面拟合并计算多项式次数指标， 将多项式 次数指标最小的预集成振型确定为最终正确的 全结构振型。 最后利用集 成的模态 参数构建全结 构的柔度矩阵。 该全结构柔度矩阵可用于准确预 测桥梁结构在任意荷载下的挠度。 权利要求书4页 说明书6页 附图3页 CN 115096534 A 2022.09.23 CN 115096534 A 1.一种基于无参 考点分区测试的柔度面识别方法， 其特 征在于， 步骤如下： 步骤一： 对桥梁进行分区冲击振动测试并提取子结构模态参数 (1)考虑实际交通情况， 将桥面划分为Ns个相互没有重叠的子 结构； 在第s个子 结构的桥 面上相应 的测点位置布设 个加速度传感器， 在其中一个测点位置利用冲击设备进行脉 冲激励， 同时采集各测点加速度响应时程数据以及冲击力时程数据； 依次在Ns个子区域实 施相同的测试流 程； (2)利用采集得到的输入输出信号计算 桥梁各个子结构的实测频响函数： 式中： 为 个输出测点与输入测点之间的实测频响函数矩阵； 和 分别为互相关函数 和自相关函数； 符号 “*”表示复共轭； Na为信号采集次数； 和F(ω)分别为响应 和激励时程数据的傅里叶变换值； 得到频响函数矩阵后， 构建子结构频响函数的参数化模型： 式中： m为结构的模态阶数； ωr、 ξr、 和 分别为第s子结构的第r阶频率、 阻尼、 振型 和模态缩放系数； p为输入位置的节点 号； 为 向量的第p个元 素； j为‑1的平方根； 通过最小二乘复频域法， 将频响函数参数化模型 向实测频响函数Hs(ω)拟合， 求出各个子结构的各阶模态参数， 包括频率、 阻尼、 振型和模态缩放系数； 步骤二： 利用集成振型正交性指标对桥梁各子结构振型进行初步 集成 首先根据桥梁各子结构的各阶模态缩放系数计算 桥梁振型的幅值调整系数： 然后， 列出桥梁子结构各阶的方向调整系数组合： 式中： 为第Ns子结构的第r阶振型的方向调整系数， 取值 为+1或‑1； 利用桥梁子结构的幅值调整系数和方向调整系数将桥梁各子结构振型进行 预集成：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115096534 A 2然后， 计算 桥梁结构的预集成柔度： 式中： 符号“H”表示矩阵的共 轭转置； 对桥梁预集成柔度进行奇异值分解并计算对应的刚度矩阵： 式中： U和V均为酉矩阵； S为奇异值矩阵； No为整个桥梁结构所有的测量 点数量； 计算任意两阶桥梁 振型关于刚度矩阵的正交性： 对应桥梁子结构方向调整系数组合 的集成振型正交性指标计算如下： 式中： ||·||F表示矩阵的F 范数； 对所有桥梁子结构方向调整系数可 能取值的组合依次计算OIMS值， 筛选出最小的OIMS 值对应的几种方向调整系数组合， 然后在下一 步进行进一 步筛选；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115096534 A 3