大型结构损伤识别研究的心得体会
大家好，针对结构损伤识别研究工作我已经开展一段时间，想和大家讨论讨论大型结构损伤识别的研究心得结构损伤识别是结构健康监测中重要的一环。目前，针对损伤识别国内外学者开展了多方面的研究工作，包括数值模拟，试验研究，现场监测等，取得也一定的研究成果。然而，目前很多损伤识别算法在数值模拟阶段可能取得很好的效果，但是到了现实工程中，方法几乎失效。究其原因：我个人认为是现实研究与实际脱离。大家可以发现：目前关于损伤识别的文章大多数偏重了算法，侧重与一些新颖的方法应用上，而对损伤识别的影响因素和结构损伤后真实的动力特性研究较少！这样导致了研究与实际脱离。
例如：比如目前研究广泛的基于模态参数的损伤识别方法，在数值模拟上可以做到损伤定位、损伤定量，但是应用到现实桥梁结构上几乎无法识别损伤。原因：对于桥梁结构，环境温度，湿度的影响导致结构几何刚度的变化，促使模态参数发生变化，另外，不同环境条件下桥梁结构边界条件的变异，也会造成结构模态参数的变化。这些因素引起的模态参数变化掩盖了由损伤引起的模态参数变化。美国 Los Alomas Natioanal laboratory在Z24 桥的监测上作了相关的研究。近年来这一问题也逐渐被学者们重视起来。
所以，我觉得做损伤识别的学者应该理论联系实际，不仅仅把研究精力放在损伤算法的研究上，还需要考虑工程结构的实际状态。我个人认为：在深入了解结构损伤机理、损伤结构的动力特性基础上，针对具体问题具体分析，制定合理的健康诊断策略，开展有针对性的损伤识别方法具有现实意义。
以上是我个人的学习心得和体会，希望同行畅所欲言，有交流才有收获！
[ 本帖最后由 shunzihu 于 2007-12-13 19:29 编辑 ] 完全同意楼主的看法，但具体怎么做您是否有想法？请继续！:@)
初步想法
目前在土木工程损伤识别中，存在两个截然不同的研究路径：一：由问题到方法，即先设定要解决的难点，然后围绕问题研究解决问题的方法；二，即先确定或提出某种方法，如神经网络、小波变换、HHT、混沌、分行等，再将方法进行具体应用来解决问题。由于绝大多问题的解决方法不是唯一的，均有各自的其局限性，不可能存在放之四海皆准的方法手段。
我上面建议的属于第一种研究路径，至于具体做法，我现在正在研究，初步想法如下：
1，考虑环境因素对损伤结构的影响，研究改变环境因素条件下损伤结构的动力特性，比如裂纹简支梁，轴向力改变对结构各阶固有频率影响程度明显不同，一阶固有频率受影响程度远远大于其它阶次；虽然边界条件变化对结构各阶固有频率影响程度也不相同，但是对于各阶频率的影响程度又明显不同与轴向力变化，具有自己鲜明的特征。意思是：对于不同的环境因素因素，系统的频率结构表现出不同的特性，（这与古代听诊的原理相似，医生可以根据把脉，把病因分辨出来，原因：不同病因所反映的脉搏跳动特征不同）。根据这些特征，通过构造合理的特征参数，应用模式识别的方法可以实现不同环境影响因素的分类；这也是我目前研究的内容。
对于多环境因素耦合损伤状态下 结构损伤识别（例如结构损伤前后，轴向力，边界条件都发生变化状态下的损伤识别）现在正在做，目前还没有想法？
同意
现在的算法在实际应用中并不是根据具体情况而设计,所以即使算法再先进,也可能对实际问题没有帮助,所以,我支持具体问题具体分析的原则.现在国内的学术偏重于理论研究,与具体的问题确实有点脱节
希望大家发表意见！
我觉得振动论坛是一个很好的交流平台，希望大家不要顾忌，敞开胸膛，谈谈自己的感受、心得！ 基于结构动力特性的结构损伤识别，一般通过外部振动激励，看结构的反映。需要理论模型和实测数据建立相关的联系，能否不建立理论模型，而是直接通过输入和输出信号的处理和分析来实现呢。比如说瞬时频率。对于结构损伤后真实的动力特性研究
采用什么样的手段呢？结构振动过程中的瞬时频率能否反映结构真实的动力特性呢？ 瞬时频率是众多动力指纹中的一种，能够较好的揭示时变的非线性系统的特征（例如疲劳裂纹梁）。但是我觉得目前存在一些问题：（1）虽然用HHT可以提取emd，使用hilbert变换可以得到瞬时频率，但是目前来说HHT理论还不是很成熟，使用HHT进行信号处理还需要深厚的经验，比如信号边界延拓等，结果精度跟经验还有一定的关系。
（2）对于不同条件，结构瞬时频率表现处不同的特征，比如，疲劳裂纹梁在较大的轴向拉力作用下，裂纹在振动过程中一直保持张开状态，瞬时频率是一条接近水平的直线，而疲劳裂纹梁在较大轴向压力作用下，裂纹一直处于闭合状态，结构的总体刚度基本保持不变，瞬时频率也是一条接近水平的直线，有可能与无损伤结构的固有频率相同。
所以如何根据瞬时频率提取损伤动力特征还需要进一步研究。
我认为瞬时频率是一个很好的动力指纹，应该有很好的发展前景。我个人坚持的原则：在研究中，应该针对具体问题具体分析。
[ 本帖最后由 shunzihu 于 2007-12-19 17:16 编辑 ]
关于思想创新
不同于机械、航空领域，土木工程损伤识别具有自己鲜明的特性，大体积、大空间、大跨度结构比比皆是，致使现在土木工程领域搞损伤识别研究的跟搞机械的有所脱节。我觉得其实是一脉相承，我现在的很多思路来自对机械领域故障诊断的认识，毕竟机械故障诊断研究历史较长，有许多值得借鉴的地方。
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