(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 202210875111.1 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 扬州大学 地址 225009 江苏省扬州市大 学南路88号 (72)发明人 朱林　王金　汪俊豪　邢本傲　 杨思捷　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 柏尚春 (51)Int.Cl. G01N 29/44(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06T 17/20(2006.01) (54)发明名称 一种基于声谱非持续响应调节的结构健康 评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于声谱非持续响应调 节的结构健康评估 方法， 包括： S1.声谱条件下 非 持续监测目标参数的确定； S2.基于可间隙采样 时间的结构件声谱信号的实时监测； S3.基于非 持续监测的多目标非持续性参数的确定； S4.声 谱信号的非持续响应调节因子的确定； S5.基于 声谱非持续响应调节的结构健康状态 值的确定。 通过结合有 限元分析的方法确定声谱非持续监 测的目标参数， 在设置的非持续目标参数下对结 构件在工况条件下的声谱信号进行 实时监测， 结 合多个基于非持续监测的目标参数的实时监测 的声谱信号确定多目标 非持续性参数， 并进一步 确定声谱信号的非持续响应调节因子， 通过调节 因子来精确求 解大型结构的健康指标。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115389636 A 2022.11.25 CN 115389636 A 1.一种基于声谱非持续响应调节的结构健康评估方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： Sl声谱条件下非持续 监测目标参数的确定； 在Pro‑E软件中建立待分析结构的三维模型， 待模型建立完毕后将三维模型导入到有 限元分析软件中， 首先， 对 结构有限元模型在静力学模块下进 行分析， 待网格与边界约束 条 件设置完毕后对其等效应力的最大值进行求解， 并选择几处应力较大的区域作为考查区 域， 标记编号为i＝1， 2， ...， N， N为所有标记编号的最大值， 并记对应编号区域的最大等效 应力值为σi， 然后在谐响应模块下对待分析结构的三维模型进行分析， 输入标准工况的激励载荷， 求解标准工况条件下标记编号考察区域所对应的谐响应频率的最大值fi， 并求解整体结构 在自由状态下的前6阶固有频率的最大值， 记为F， 然后将上述参数代入下式对声谱 监测条件下所对应的非持续可间隙采样时间Xi进行求 解， 其中， Xi为结构中i号编号 的考察区域所对应的非持续可间隙采样 时间， t0为结构在工 况下一个标准工况载荷谱的运行时间， fi为标准工况条件下标记编号考察区域所对应的谐 响应频率的最大值， σi为对应编号区域的最大等效应力值， i＝1， 2， ...， N， F为整体结构在 自由状态下的前6阶固有频率的最大值， σlim为结构所对应的材 料疲劳极限值， 可查表获得， S2基于可间隙采样时间的结构件声谱信号的实时监测； 在S1确定的非持续可间隙采样时间Xi的基础上， 求 解所有Xi的平均值 在声谱监测设备中设置可间隙采样时间为 实时对每个时间点t所对应 的声谱信号 值进行采集t＝1， 2， ...， t0， t0为监测的总时间， 并将每个时间点所对应的声谱信号指标记 为It， S3基于非持续 监测的多目标非持续 性参数进行求 解； 在S1‑S2分析所获得的数据基础上， 代入下式对基于非持续监测的多目标非持续参数 进行求解， 式中， Ci为第i号编号区域的应力非持续性参数， i为考查区域的标记编号， N为所有标记 编号的最大值， σi为对应编号区域的最 大等效应力值， t为时间点， It为每个时间点 所对应的 声谱信号指标， t0为监测的总时间， σlim为结构所对应的材料疲劳极限值， C(It)max为所有时 间点所对应的声谱信号指标It中的最大值， C(It)min为所有时间点所对应的声谱信号指标It 中的最小值，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115389636 A 2其中， Li为i号编号区域的频率非持续性参数， i为考查区域的标记编号， N为所有标记编 号的最大值， fi为标准工况条件下标记编号考察区域所对应的谐响应频率的最大值， t为时 间点， It为每个时间点 所对应的声谱信号指标， t0为监测的总时间， F为整体结构在自由状态 下的前6阶固有频率的最大值， C(It)max为所有时间点 所对应的声谱信号指标It中的最大值， C(It)min为所有时间点所对应的声谱信号指标It中的最小值， S4声谱信号的非持续响应调节因子的确定； 在S3中确定的应力非续性参数Ci与频率非续性参数Li的基础上， 代入下式对声谱信号 的非持续响应调节因子Ti进行求解， 其中， Ti为声谱信号的非持续响应调节因子， Ci为第i号编号区域的应力非持续性参数， Li为i号编号区域的频率非持续性参数， C(It)max为所有时间点所对应的声谱信号指标It中 的最大值， 为每个时间点所对应的声谱信号指标It的平均值， 其中， It为每个时间点所对应的声谱信号指标， t0为监测的总时间， S5基于声谱非持续响应调节的结构健康状态值的确定； 在S4中分析的基础上， 代入下式对结构健康状态值H进行求 解， 其中， H为结构的健康状态值， Ti为声谱信号的非持续响应调节因子， i为考查区域的标 记编号， δ， m为材料的疲劳性能参数， k为结构材料的应力熵应力， 可查表获得， C(Ti)max为所 有时间点 所对应的声谱信号指标It中的最大值， C(Ti)min为所有时间点 所对应的声谱信号指 标It中的最小值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115389636 A 3