Немодальные подходы к обнаружению повреждений мостов

Модальные методы обнаружения дефектов содержат ряд присущих недостатков при применении к мостам. Эти недостатки побудили многих исследователей изучить альтернативные процедуры, которые обошли необходимость в модальных параметрах и сгруппированы под общим названием немодальных методов. Мы проверили один такой немодальный подход к обнаружению повреждений, известный как метод интерполяции (IDDM), на однопролетном железобетонном мосту.

Оптимизация повреждений

Модальный подход не требует численной модели, вместо этого он определяет индекс повреждения (DI) в терминах деформированных фигур для отслеживания изменений состояния моста. Исходные деформированные фигуры рассчитываются из функций частотного отклика неповрежденной структуры и используются в качестве базового условия для последующих деформированных фигур, которые рассчитываются на этапе тестирования и мониторинга. Используя деформированные фигуры в качестве индикатора повреждения, можно использовать концентрацию амплитуды колебаний для обнаружения повреждений. Обнаруженные аномалии обозначаются в IDDM ошибкой интерполяции, которая представляет собой просто разницу между записанными и интерполированными профилями FRF. Графическое объяснение процедуры интерполяции, обозначает ошибку интерполяции, рассчитанную как расстояние между записанным сигналом [Hg (z)] и интерполяцией сплайна значения [Hs (z)]. Более высокие ошибки интерполяции означают высокую вероятность ущерба. Таким образом, IDDM является вероятностным методом обнаружения дефектов, при котором только ошибки интерполяции, которые превышают заданное пороговое значение, считаются вероятными событиями ущерба. Этот критерий принятия решения означает, что произойдет определенное количество ложных повреждений из-за некоторых ошибок интерполяции, падающих на неправильную сторону порогового значения. По этой причине пороговое значение должно определяться при анализе оптимизации или затрат для минимизации ложных и пропущенных обнаружений.

Данные повреждений

Следует отметить, что для неповрежденного состояния требуются точные и подробные данные, чтобы можно было уверенно найти события повреждения во время фазы мониторинга. Однако если нет неповрежденных данных, то предлагаемая вариация исходного метода позволит провести проверку неконтролируемого повреждения. Во-первых, она предполагает, что для неповрежденного состояния все источники вибрации одинаково заставляют все местоположения производить изменение погрешности интерполяции. И наоборот, если в некоторых местах происходят значительно более высокие ошибки интерполяции, то в этих местах подтверждается повреждение. Опять же, чтобы считаться ущербом, ошибка интерполяции должна превышать заданное пороговое значение. Поскольку предполагается, что ошибки интерполяции обычно распределены для неповрежденного поведения, пороговое значение, таким образом, рассчитывается в терминах среднего и дисперсии параметра повреждения.