×
陈士雷;王志超;林伟豪;Lim，Kok-Sing先生;Lai、Khin Wee

基于主成分分析的频率响应函数和波形链码分析的无监督损伤识别方案。 （英语） Zbl 07836389号

国际J结构。刺。动态。 20，第8号，文章ID 2050091，26 p.（2020）.
总结：机械设备在使用寿命期间面临结构损坏问题。结构损坏会严重影响结构的安全性和功能性，并导致经济损失。本文基于复杂网络理论，将波形链码（WCC）分析与层次聚类分析相结合，提出了一种损伤识别方案。使用主成分分析简化频率响应函数（PCA-reduced FRF）进行波形链码分析，并计算斜率微分值曲线下的面积作为损伤敏感WCC特征。然后使用层次聚类分析对这些损伤敏感特征进行无监督机器学习。以新开发的损伤识别方案为例，对矩形有机玻璃板进行了研究。实验结果表明，该方案能够成功地将所有损伤状态与未损伤状态分离开来，准确率为100%。在损伤严重度和位置识别方面，该方案对损伤严重度检测敏感，损伤指数低至0.17。此外，结合PCA减少的FRF和振型，在识别板的不同损伤位置时，共振峰的大小和冲击点的位移之间显示出正相关。

MSC公司：

74卢比 脆性损伤
94B05型 线性码（一般理论）

关键词：

损伤识别;频率响应函数;层次聚类分析;主成分分析;振动;波形链码分析
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{S.Chen}等人，《国际组织结构》。刺。动态。20，第8号，文章ID 2050091，第26页（2020；Zbl 07836389）
全文： DOI程序

参考文献：

[1] Fan，W.和Qiao，P.Z.，《基于振动的损伤识别方法：回顾和比较研究》，结构。健康监测10（2011）83-111。https://doi.org/10.1177/1475921710365419
[2] Carden，E.P.和Fanning，P.，《基于振动的状态监测：综述》，结构。卫生Monit3（2004）355-377。https://doi.org/10.1177/1475921704047500
[3] Moughty，J.J.和Casas，J.R.，《桥梁基于模态的损伤检测的最新进展：发展、挑战和解决方案》，应用。科学。Basel7（2017）24。https://doi.org/10.3390/app7050510
[4] Altunisik，A.C.、Okur，F.Y.和Kahya，V.，多裂纹悬臂梁损伤检测的自动模型更新，J.Constr。《钢铁研究》138（2017）499-512。https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2017.08.006
[5] Chen，H.L.、Spyrakos，C.C.和Venkatesh，G.，通过动态响应评估结构退化，J.Struct。Eng.Asce121（1995）1197-1204。https://doi.org/10.1061/（上升）0733-9445（1995）121:8（1197）
[6] Salawu，O.S.，《通过频率变化检测结构损伤：综述》，《工程结构》19（1997）718-723。https://doi.org/10.1016/s0141-0296(96)00149-6
[7] Ren，W.X.和De Roeck，G.，使用模态数据进行结构损伤识别。一： 模拟验证，J.Struct。《工程学报》128（2002）87-95。https://doi.org/10.1061/（上升）0733-9445（2002）128:1（87）
[8] Ren，W.X.和De Roeck，G.，使用模态数据进行结构损伤识别。二： 测试验证，J.Struct。《工程学报》128（2002）96-104。https://doi.org/10.1061/（上升）0733-9445（2002）128:1（96）
[9] Abdel Wahab，M.M.和De Roeck，G.，《使用模态曲率进行桥梁损伤检测：实际损伤场景的应用》，J.Sound Vib。226 (1999) 217-235. https://doi.org/10.1006/jsvi.1999.2295
[10] Altunisik，A.C.等人，《多裂纹梁结构基于振动的损伤检测：模态曲率与模态柔度方法》，《无损检测与评估》34（2019）33-53。https://doi.org/101080/10589759.2018.1518445
[11] Ručevskis，S.、Wesolowski，M.和Chate，A.，《具有多个损伤位置的梁结构中基于振动的损伤检测》，航空13（2009）61-71。https://doi.org/10.3846/1648-7788.2009.13.61-71
[12] Yan，W.J.和Ren，W.X.，闭式模态柔度灵敏度及其在无模态截断误差的结构损伤检测中的应用，J.Vib。Control20（2014）1816-1830。https://doi.org/10.1177/1077546313476724 ·兹比尔1371.93070
[13] Alvandi，A.和Cremona，C.，基于振动的损伤识别技术评估，J.Sound Vib.292（2006）179-202。https://doi.org/10.1016/j.jsv.2005.07.036
[14] Guo，H.Y.和Li，Z.L，基于模态应变能等效指数法的结构多损伤识别，Int.J.Struct。刺。Dyn.14（2014）17。https://doi.org/10.1142/s021945541450028x网址
[15] Wang，S.Q.和Xu，M.Q.，基于模态应变能量的结构损伤识别：回顾和比较研究，结构。《工程国际》29（2019）234-248。https://doi.org/101080/10168664.2018.1507607
[16] Rahman，A.G.A.、Ong，Z.C.和Ismail，Z.，《冲击同步时间平均在确定转子动态系统动态特性中的有效性》，测量44（2011）34-45。https://doi.org/10.1016/j.measurement.2010.09.005
[17] Rahman，A.G.A.等人，《用平均数增强碰撞同步模态分析》，J.Vib。Control20（2014）1645-1655。https://doi.org/10.1177/1077546312475147
[18] Ong，Z.C.等人，运行期间模态测试中相位同步效应的评估，浙江科技大学学报。A18（2017）92-105。https://doi.org/10.1631/jzus.A1600003
[19] Park，N.-G.和Park，Y.S.，使用空间不完整频率响应函数进行损伤检测，Mech。系统。信号Pr.17（2003）519-532。https://doi.org/https://doi.org/10.1006/mssp.2001.1423
[20] 马海伟、刘永中和聂振华，通过弦振动进行结构动力学主成分分析的物理解释，国际结构杂志。刺。第19王朝（2019年）。https://doi.org/10.1142/s0219455419501098
[21] Zang，C.和Imregun，M.，《使用人工神经网络和通过主成分保护减少的FRF测量数据进行结构损伤检测》，J.Sound Vib.242（2001）813-827。https://doi.org/10.1006/jsvi.2000.3390
[22] Li，J.C.等人，《利用PCA压缩残余频率响应函数和神经网络集成进行土木工程结构损伤识别》，结构。《控制健康监测》18（2011）207-226。https://doi.org/10.1002/stc.369
[23] Samman，M.M.和Biswas，M.，《桥梁无损评估振动测试》。1.理论。J.结构。Eng.Asce120（1994）269-289。https://doi.org/10.1061/（Asce）0733-9445（1994）120:1（269）
[24] Samman，M.M.和Biswas，M.，《桥梁无损评估振动测试》。2.结果，J.结构。Eng.Asce120（1994）290-306。https://doi.org/10.1061/（Asce）0733-9445（1994）120:1（290）
[25] Tsou，P.Y.和Shen，M.H.H.，使用神经网络进行结构损伤检测和识别，Aiaa J.32（1994）176-183。https://doi.org/10.2514/3.11964 ·兹比尔0800.73255
[26] Hakim，S.J.S.，Razak，H.A.和Ravanfar，S.A.，使用人工神经网络从模态参数对梁状结构进行故障诊断，Measurement76（2015）45-61。https://doi.org/10.1016/j.measurement.2015.08.021
[27] Abdeljaber，O.等人，使用一维卷积神经网络进行基于振动的实时结构损伤检测，J.Sound Vib.388（2017）154-170。https://doi.org/10.1016/j.jsv.2016.10.043
[28] Tibaduiza，D.A.等人，《结构健康监测中检测和分类损伤的两种非监督数据驱动统计方法的研究》，Mech。系统。信号Pr.41（2013）467-484。https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2013.05.020
[29] Bull，L.A.等人，《离群系综：从高维数据中进行损伤检测和无监督特征提取的稳健方法》，J.Sound Vib.453（2019）126-150。https://doi.org/10.1016/j.jsv.2019.03.025
[30] Avci，O.和Abdeljaber，O，《结构损伤检测的自组织映射：一种新的无监督振动算法》，J.Perform Constr。传真30（2016）11。https://doi.org/10.1061/（上升）cf.1943-5509.0000801
[31] Goldstein，M.和Uchida，S.，《多元数据非监督异常检测算法的比较评估》，Plos One11（2016）31。https://doi.org/10.1371/journal.pone.0152173
[32] Zimek，A.和Schubert，E.，《离群点检测》，载于《数据库系统百科全书》，Liu，L.和Øzsu，M.T.编辑，（Springer，纽约，2017），第1-5页。
[33] Worden，K.，Manson，G.和Fieller，N.R.J.，使用离群值分析进行损伤检测，J.Sound Vib.229（2000）647-667。https://doi.org/10.1006/jsvi.1999.2514
[34] Dervilis，N.、Cross，E.J.、Barthorpe，R.J.等人，《结构健康监测包容性异常值分析的稳健方法》，J.Sound Vib.333（2014）5181-5195。https://doi.org/10.1016/j.jsv.2014.05.012
[35] Park，S.、Lee，J.J.、Yun，C.B.等人，《使用PCA-数据压缩和k-means聚类算法的基于机电阻抗的无线结构健康监测》，J.Intell。马特。系统。结构19（2008）509-520。https://doi.org/10.1177/1045389x07077400
[36] Zhou，Y.L.，Maia，N.M.M.，Sampaio，R.P.C.等人，利用传递率结合层次聚类分析和相似性度量进行结构损伤检测，结构。卫生Monit.16（2017）711-731。https://doi.org/10.1177/1475921716680849
[37] Newman，M.E.J.，检测网络中社区结构的快速算法，物理学。版本E69（2004）5。https://doi.org/10.103/PhysRevE.69.066133
[38] Newman，M.E.J.和Girvan，M.，《发现和评估网络中的社区结构》，《物理学》。修订版E69（2004）15。https://doi.org/10.103/PhysRevE.69.026113
[39] Zhang，A.P.，Ren，G.和Jia，B.Z.，基于复杂网络聚类方法的船用发动机系统故障诊断，《制造过程工程解决方案》，Pts1-3（2013）655-657，801-805。https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.655-657.801
[40] Jolliffe，I.T.，主成分分析（Springer，纽约，2002）·Zbl 1011.62064号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。