基于动力的结构损伤识别方法
基于结构动力特性的损伤检测可视化方法
Ｋｅ ｒ ｓ ｖ ｓ ａｉａｉ ｎ ａ ｇ ｅｅ ｔ ｎ ｙ ａ ｃ ｃ ａａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｍａ ｅ ｆ ｓ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉｕ ｌ ｔ ；ｄ ｍａ ｅ ｄ ｔ ｃｉ ；ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ ；ｉ ｇ ｕ ｉ ｚ ｏ ｏ ｓｃ ｏ
结 构损 伤探 测 的基 本 问题 是 如 何从 给 定 的 结构 动 力 特性 的测 量 中 确定 损 伤 的 出 现 、 置 和程 度 。在 线 位 损 伤探 钡法 可 以在结 构 服役 期 间 通 过周 期 性 的参 数 识 ０ 别 来探 测结 构损 伤 的位 置 和程 度 。 基 于结 构 振 动 响应 的损伤 探测 无论 在研 究 上还 是 在 工业 应 用 上 都 是一 个 非 常有 活力 的领 域 ¨ 。结 构 的损 伤 信息 包 含 在 所测 得 Ｊ 的振动 信号 中 ， 如何 把损 伤 信 息从 庞 大 的 数 据 中展 示 出来是 损伤 识别 的关 键 。当前 揭 示 损伤 信 息 的 方式 普 遍 是 以 曲线 或 图表 形 式 ， 要 专 业 的 工 程 技 术 人 员 才 广 ， 文提 出 不 本
摘 要 ：提出基于结构动力响应的损伤识别多指标分层及融合可视化展示方法 ， 使结构的损伤信息以可视化的图
像直观地展示 出来 。以简 支梁 为研 究对象 ， 应用 当前 发展 成熟 的多个指标对单裂纹和双裂纹分别进行分层展示 。应ｆ 自 ｝ ＝ ｝ ｊ 适应加权最ｉ ＿ ｂ－乘法对 多层 图像进 行融合可视化 ， 决了单一指标得 到可视化结 果仅能包含 有限的损伤信息 ， 易造 成 解 容
ｍｅｈ ｄ，ｔ ｅ ｖ ｉ ｅ ｈ ａ ｎ ｓ ｈａ ｈ ｉｕａ ｍａ ｅ ｏ ｉ ｇ ｅｉ ｄ ｘ ｏ ｙ ｃ ｎ ａ ｎ ｄ ｌ ｔ ｄ ｄ ｍａ ｅ ｉ ｆｒ ｔｏ ｔｏ ｈ ｙ ａ ｏ ｄ ｄ ｔ ｅ ｗｅ ｋ ｅ ｓｔ ｔｔ ｅ ｖ ｓ ｌｉ ｇ ｆａ ｓｎ ｌ ｎ ｅ ｎｌ ｏ ｔ ｉ ｅ ｉ ｅ ａ ｇ ｎ ｏ ｍａｉｎ．Ｓ ｍｉ ｏ， ｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓｗｅ ｅ ｍｏ ｅ ａ ｃ ｒ ｔ ． Ｔ ｉｕ ｌｚ ｔ ｎ ｏ ｉ ｒ ｔ ｎ— ａ ｅ ｔ ｃｕｒｌ ｄ ｍａ ｅ ｄ ｔ ｃｉ ｎ ｐ ｏ ｉｅ ｅ ｄ ｓ ｌｙ ｈ ｅ ｕｔ ｒ ｒ ｃ ｕ ａ ｅ ｈｅ ｖｓ ａ ｉａ ｉ ｆｖ ｂ ａ ｉ ｂ ｓ ｄ ｓｒ ｔ ａ ａ ｇ ｅｅ ｔｏ ｒ ｖｄ ｄ ａ ｎ ｗ ｉｐ ａ ｏ ｏ ｕ ｐ ａｆ ｒ ｆ ｒｄａ ｇ ｅ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ｓｒ ｃｕ ａ ｅ ｌｈ ｍｏ ｉｏ ｉ ． ｌ ｔ ｍ ｏ ｍａ ｅ ｄ ｔｃ ｉ ｎ ｔ ｔ ｒ ｌｈ ａｔ ｎ ｔｒｎｇ ｏ ｏ ｕ
基于机器学习的结构损伤识别与评估技术研究
基于机器学习的结构损伤识别与评估技术研究随着科技的不断发展，建筑结构的损伤识别与评估变得越来越关键。
传统的损伤检测方法需要大量的人力和时间，而且结果可能不够精确。
然而，近年来，基于机器学习的结构损伤识别与评估技术逐渐成为了研究的热点。
本文将探讨基于机器学习的结构损伤识别与评估技术的原理和应用。
一、机器学习在结构损伤识别中的应用机器学习是一种人工智能的分支，它通过从数据中学习并建立模型，对未知数据进行预测和分类。
在结构损伤识别中，机器学习可以通过分析结构的振动特征，识别和评估结构的损伤情况。
以下是机器学习在结构损伤识别中的几种常见方法：1. 支持向量机（Support Vector Machine，SVM）支持向量机是一种监督学习方法，它通过寻找最佳的超平面，将不同类别的数据点分隔开。
在结构损伤识别中，SVM可以通过分析振动信号的特征参数，如频率和振幅，判断结构的损伤程度。
2. 随机森林（Random Forest）随机森林是一种集成学习方法，它通过构建多个决策树并综合它们的结果来进行预测。
在结构损伤识别中，随机森林可以通过分析结构的振动响应和频谱特征，判断结构的损伤位置和类型。
3. 深度学习（Deep Learning）深度学习是一种基于神经网络的机器学习方法，它模仿人脑神经元的工作方式，通过多层次的神经元网络来提取和学习数据的特征。
在结构损伤识别中，深度学习可以通过分析结构的振动信号和图片信息，实现对结构损伤的自动识别和评估。
二、基于机器学习的结构损伤识别与评估技术的优势基于机器学习的结构损伤识别与评估技术相比传统方法具有以下几个优势：1. 自动化：机器学习可以通过对大量数据的学习和分析，实现对结构损伤的自动识别和评估，大大减少了人力成本。
2. 高效性：机器学习算法可以快速处理大量的数据，并在短时间内给出准确的结果。
3. 精确性：机器学习可以通过建立合适的模型，从大量的数据中提取有用的特征，并实现对结构损伤的精确识别和评估。
基于动力特性的结构损伤识别方法
将式 （ ） ２ 代入式（ ）并应用方程 （ ） （） １， ４ 和 ５ 便得到
了模 态 方程
＋ｎ ＝ ｑ （ ） ｔ （ ＝ ｌ２ … ， ， ， Ｎ） （） ６
１ 梁结构的动力 响应分析
维普资讯
第 ４卷第 １ 期 ２０ 年 ３月 ０６
动 力 学 与 控 制 学 报
Ｊ ＯＵＲ Ａ Ｆ Ｄ Ａ Ｉ Ｓ Ａ ＯＮ ＯＬ Ｎ Ｌ Ｏ ＹＮ Ｍ Ｃ ＮＤ Ｃ ＴＲ
Ｖｎ ． ． １ ４ Ｎｏ １
Ｍａ． ２ ０ ｒ ０６
１１ 未损伤梁的动 力分析 ．
为简单起见 ， 略剪切 变形 和转 动惯量 的影 忽
响， 讨论均 质等截 面 Ｂ ｒ ｕｉ ｕ ｒ ． ｅｎ ｌ Ｅ ｌ 梁 设梁 的长 ｏｌ ｅ — 度为 Ｌ， 单位长度的质量为 ， 未损伤时的弹性模
量为 Ｅ， 梁作 微 幅振 动的运 动方 程 为
＾ ｄ
伤后的运动方程
Ｅ，ａ ｗ ４
一
Ａ ￡ ＝∑ ∑ ［ ２一 一 ｑ（） （ ０ ∞）
］ 一 Ｑ ｅ （ ０ ２）
由于式（９ 左边第三项很小 ， 以忽略不计 ， １） 可 故式
（０ ２ ）可近似 地 写为
暴（ ） ＋ 蹦 凳）
（２ １）
△ ＝ ｑ 蓦 ， ｊ ㈩
构 在强迫 振 动下 的 响应 为
［ 喜
利用完好 梁的正则 振型 ， 伤梁 的运 动方程 损
Ｆ 三 ｗ （ Ｐ ０ ）
行诊断也正成为热点 ． 结构内部损伤的存在将导致 结构振动响应 、 固有频率 、 模态振型和模态阻尼等
动力特性的改变… ， １ 这些变化反过来可以作为结构
结构损伤识别方法探析
结构损伤识别方法探析作者：邵帅姚远来源：《城市建设理论研究》2013年第35期摘要:结构在复杂的环境中会受到损伤，结构损伤会给人们带来灾难。
所以近年来损伤分析越来越受到重视。
本文介绍了几种常用的结构损伤识别方法，对各方法进行了评述，最后对结构损伤识别的几个问题进行了展望。
关键字：损伤识别；测试频率；神经网络；广义柔度矩阵；小波分析中图分类号：F121.3 文献标识码：A近年来，损伤分析在抗震评估、加固以及承载能力设计中的应用越来越引人注目。
损伤是指结构的预定功能受到影响的状态。
按其影响的不同，可分为轻微损伤、损伤、严重损伤。
损伤，从广义地讲，包括非受力损伤及受力损伤 [1]。
在国际材料与结构实验学会班LEM 关于混凝上结构破损分类的推荐草案中，损伤是指结构由于外部力学因素引起的削弱或破损。
下面介绍几种常用的结构损伤识别方法。
一.基于测试频率结构损伤识别方法[2]结构的固有频率是表示结构固有特性的整体量，当结构的局部出现损伤时，结构的固有频率将发生变化，随着刚度的降低，结构的固有频率将会增大。
正是由于这一特性加上结构固有频率易于测量和测量误差小，很多研究者将结构的固有频率作为结构损伤识别的损伤标示量。
对于一个多自由度结构系统，忽略阻尼的影响，其振动特征值方程为(1-1)式中： M为整体质量矩阵；K为整体刚度矩阵；为特征值；为正则化振型。
当结构的刚度和质量等物理参数发生小的变化△K、△M时，由摄动理论式(1-1)可知[(K+△K)-(-△)·M]·(+△)=O(1-2)多数情况下结构的损伤是由于裂缝和腐蚀所引起的，一般对质量矩阵的影响甚微，即△M0，将式(2)展开，并忽略二次项△M ·△和△·M·△的影响，有(1-3)对于第i阶振型，式（1-3）有（1-4）以△kn表示第n个单元的刚度变化，则式(4)成为（1-5）式(1-5)在形式上类似与瑞雷商，表示结构应变能和结构特征值的关系。
基于动力特性的工程结构损伤识别技术(一)
参考 文献 ：
［ ］宋俊美 ， Ｉ 谈慕华 ， 吴科如． 聚合 物裹砂 改性水 泥砂 浆 的性 能研究 ［ ］ 建筑材料学报 ，９ ９ ２ ４ ：０ ３ ３ Ｊ． １９ ，（ ） ３８－ １ ．
［ ］张永 明． 泥基 渗透结晶型防水材料试 验方法探讨 ［ ］ ２ 水 Ｊ． 中国建筑 防水 ，０ ６ （ ） ６ ７ ． ２ ０ ， １ ：８— １
［ ］买淑芳． ３ 混凝土 聚合 物复合材料及其应 用［ ． 京 ： ｔ Ｍ］ 北 ｇ
学技术文献 出版社 ，９ ６ １９ ．
［］ ４ 李谷 云， 丁苏华 ， 邓超． 聚合物水泥防水 涂料标准 的制定
［ ］ 中国建筑防水 ，０ １ （ ）６—９ Ｊ． ２０ ，４ ： ． ［ ］周雄 ． ５ 聚合工艺对 丙烯酸酯乳液性能的影响 ［ ］ 中国胶 Ｊ． 粘剂 ，９ ７ （ ）３ ３ ． １９ ，４ ：Ｏ一 ７ Ｄｅ ｅｏ ｍ ｅ ｏ ｔ ｅ ｖ ｌ ｐ ｎｔ ｆ ｈ Ｗ ａ ｅ ｐ ｏ ｆ ｔ ｒ ｒ ｏ Ｄｒ Ｄｕ ｔ ｙ ｓ
ｔ ｅ ｐ ｏ ｌｍｓ ｆ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｎ ｕ ｔｏ ｏ ｏ ｙ ｒ ｉ ｈ ｒ ｂｅ ｏ ｈ ｇ ｅ ｔ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ ｆ ｐ ｌｍｅ ｎ ｍｏ ａ ｎ ｔ ｕｂ ｅ ｕ ｎ ｇ ｏ ｔ ａ ｃ ｏ ｅ ｃ ｍｅ ａ ｄ ｔ ｒ ｒａ ｄ ｉ ｓ ｓ ｑ ｅ ｔｈｉｈ ｃ ｓ ｖ ｒｏ ｎ ｓ ｒ ｔ ｅ ｒ ｃ ｓ ｏ ｍａ ｕ ａ ｔ ｒｎｇ ｈ ｐ ｌ ｍｅ ｍｏ ｉｉｄ ｈ ｐ ｏ ｅ ｓ ｆ ｎ ｆ ｃｕ ｉ ｔ ｅ ｏｙ ｒ ｄｆ ｅ ｃ ｍｅ ｔｍｏ ｔｒｉ ｍｐ ｏ ｅ ｅ ｎ ｒａ ｓ ｉ ｒ ｖ ｄ．
●ｏ ●ｏ ●ｏ ●ｏ ●ｏ ●ｏ ●ｏ ●ｏ ●ｏ ●＜＞ ●ｏ ●ｏ ●ｏ ●＜＞ ●＜ ＞● ＜＞ ●ｏ ●＜ ＞ ●＜＞ ●＜ ＞● ｏ ●◇ ●
基于动力学特性的结构损伤识别研究进展
率 的变化 和损 伤之 间 的关 系 ， 提 出 了依 据 实 测结 构 并
收 稿 日期 ：Ｏ １０ － １修 回 日期 ：Ｏ １１ －８ ２ ｌ －７０ ； ２ ｌ －１ １ 基 金项 目 ： 等学 校 博 士 学 科 点 专 项 科研 基 金 （０ ８ ４９ ０ ６ ； 高 ２０ ０ ５０ ０ ） 河 南 省 高 等 学 校 青 年 骨 干 教 师 资 助计 划 （０ ０ Ｇ Ｓ １７ ２ １Ｇ Ｊ．２ ）
部 的现象 ， 给识别 带来 了较 大 困难 。例 如 ， 构不 同位 结
固有频 率是 模 态参 数 中最 容易 获 得 的 一个 参 数 。
它与 测 量位 置 无 关 ， 于测 量 ， 测 试 精度 较 高。 易 且
Ｃ ＷＬ Ｙ 和 Ａ Ａ 于 ２ Ａ Ｅ Ｄ ＭＳ Ｏ世 纪 ７ ０年代 开 始研 究 频
程度 。
来看 ， 根据 损伤 识别所 使用 的信 息 ， 主要有 以下 的一些
损伤 识别 指标 和方法 。
１ １ 基 于 固 有 频 率 变 化 ．
基 于 固有频率 法 进 行损 伤 识 别 的研 究 表 明 ， 仅 仅 用模态 频率 来识别 损 伤 是不 够 的 ， 其 在 损伤 位 置 的 尤 确定方 面 。这是 因为 ， 率 尤 其是 通 常 测 得 的前 几 个 频 低 阶频 率是 一种 全局 信 息 ， 损伤 一 般 是 一种 非 常 局 而
摘要： 结构 的健 康监 测和损 伤 识别技 术对 于分 析结 构 的工作 状 态 、 估 结构 的安 全性 具 有 重要 的 意 义。 评 近年来， 工程 结构损 伤识 别技 术 受到 了广泛 的关 注。文 章综 述 了 目前 国 内外基 于动 力 学特性 的工 程 结
结构损伤识别方法研究
结构损伤识别方法研究对现有的结构损伤识别方法进行概括，并对其进行简要的介绍。
根据每种方法的特点分析其适用条件和优缺点。
标签：结构损伤识别；神经网络；小波变换0、前言随着社会经济的快速发展，现代化建筑物越修越高，越修越复杂，由于各种自然荷载和人为荷载的不断作用，使得构件内部或构件之间连接出现损伤，这间接导致结构承载力下降，而且结构从投入使用开始就面临着损伤累计的问题，并且这些建筑物服役的年限越来越长，一旦发生事故，将会造成不可估量的人身和财产损失。
一般损伤识别研究主要分为两部分：一是对损伤位置的识别；二是对损伤程度的判断。
1、结构损伤识别的研究现状目前，关于结构损伤识别的问题日益成为国内外的热点问题。
对于工程结构进行损伤研究开始于20世纪40年代，近几十年结构损伤识别的理论研究取得了飞速发展，但在实际工程中的应用却很有限。
结构损伤识别技术基本上可以分为两大类：局部损伤识别和整体损伤识别。
1.1 结构损伤识别的局部法目前常用的局部损伤识别方法有目测法、染色法、声发射法、射线法、磁扰动法等，该法是对结构的局部进行定期检查。
局部损伤识别广泛应用于船舶等领域，但也存在着很多限制和弊端，如：该法只适用于小型结构的损伤检测，而对大型复杂的结构损伤识别并不明显，另外，无法对某些结构实施在线及时的检测。
但将传感器固定在一些重要部件上，对这些部件进行远距离在线检测，较好的弥补了这一缺陷。
该技术广泛应用于航空航天、公路桥梁和民用建筑，其优点是可以直接确定构件的裂纹及其位置。
局部损伤识别技术对于压力容器、油箱等小型有规则的结构能有很好的识别效率，但对于大型、复杂的结构，这种技术用来检测结构的每一部分是不可能的。
因此，局部损伤识别技术仅适用于检测结构的特别部件或局部结构。
1.2 结构损伤识别的整体法结构损伤识别的局部法只适用于小型简单结构的损伤识别，因此基于多学科交叉的原理，得出了损伤识别技术的基础理论。
结构可以看作由刚度、质量、阻尼矩阵组成的力学系统，因此寻求物理参数和模态参数之间的对应关系便成为结构损伤识别的核心问题。
桥梁结构基于动力特性的损伤诊断方法
足 ４个 基本 条件 ： １ （ ）对 局部损 伤 敏感 ， 为 结构 损 且 伤的单 调 函数 ； ２ （ ）具 有 明 确 的位 置 坐标 ； ３ （ ）在 损 伤 位置 ， 损伤标 识 量应 出现 明显 的峰 值 变化 ； ４ （ ）在 非损 伤位 置 ， 伤标 识 量 的 变 化 幅度 应 小 于 预先 设 损
行评估 引 ．
型 、 率等 ） 基 于结构 动力 学理论 ， 用多种 损伤识 频 ． 采 别量 ， 探讨 常用 的结构损 伤识 别方 法 ， 于结 构损伤 用
诊 断．
要有 效 地进 行 损 伤诊 断 ， 先 需 要解 决 损 伤表 首 示量 的选择 问题 ， 即决 定 以哪些 物 理 量 为 依据 能够 更好地 识别 和标 定 损 伤 的程 度 与方 位 ． 于损 伤 识 用
收稿 日期 ： ０ ７０ — ２ ０－４２
式 中 ［ 、 ］分别 为结构 的质 量矩 阵及 阻尼矩 阵 Ｍ］
｛ ｆ ） ｛ ｆ ） ｛ ｆ ） 别为加 速 度 矩 阵 、 Ｘ （） 、Ｘ （） 、Ｘ（） 分 速度 矩 阵及 动位移 矩阵
卢 永 飞 ， 彦 江 苏
（ 州 交 通 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 肃 兰州 ７ ０ ７ ） 兰 甘 ３ ０ ０
摘
要 ： 阐述 了基 于结 构动 力特性 的桥 梁损 伤诊 断基 本 原 理和 方 法 ， 比较 分析 了各 类损 伤诊 断方
法 的特 点及 适 用条件 ， 并指 出 了桥 梁结 构基 于动 力 特 性 的损 伤 诊 断 方 法和 进 一 步 需要 研 究 解 决的
Ｄａ ａ ｅ Ｉ ｅ ｉｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｇ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｄｙ ａ ｉ ｏ ｒ ｉ ｓ ｍ ｇ ｄ ｎｔｆｃ ｔｏ ｆＢｒ ｄ ｅ Ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｓ ｄ ｏ ｎ ｍ ｃ Ｐｒ ｐｅ ｔｅ
基于动力特性的工程结构损伤识别技术(二)
（ 上期 ） 接
Ｍ Ｃ与 Ｍ Ｆ都是对损 伤前后 同阶模 态相关 性 的 Ａ Ｓ 分析 ， 当模态关系未知时 ， 应用 Ｃ Ｍ Ｃ对其进行分析。 Ｏ Ａ
２ ３ 基 于柔度 变化 的损伤 识别 技术 ．
柔度矩 阵定 义为刚度矩 阵 Ｋ的逆阵 ， 其每一 列代
表在某一 自由度施加单位力后各 自由度的位移。柔 度矩阵可 由质量阵正则化后的振型及频率估计出来 ：
ｎ １ 一
Ｆ＝彻
＝∑
ｊＥｉ ， ｃ
（） ４
其中， ：［
… ］ 是振型矩阵 ； 是第 阶振
应变模态振型 比位移模态振型对结构的局部损 伤更加敏感 。对于大多数模 态 ， 在局部损伤位置的 应变模态都有明显 的峰值 ， 且峰值 的大小 随损伤程
验成分 。
Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ａ ｅ Ｅｑ ｔｏ ｐｌｃ ｔｏ ｆｔ ｅ Ｗ ｖ ｕａ ｉ ｎ Ａｎａ ｙ ｉａ ｌ ｔｃ ｌ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｉ ｔ ｎ ｍｉ ｌ ｓ ｔ ｏ ｎ ｈｅ Ｄｙ ａ ｃ Ｐｉ Ｔｅ ｔ ｅ
ＸＵ Ｏ—ｘ ＧＵ ｉ
Ｓｉ ｍｔ 的 主 要 缺 点 是 缺 少 土 的 特 性 描 述 。 ｈ法
分析方法 ， 它建立在许多的假定的基础上 ， 因而所得
结果 的误差 较大 。 参考 文献 ：
作者简介 ： 国希 （ ９３一） 男， 北 罗田人 ， 徐 １７ ， 湖 工程 师、 士 ， 硕 ［ ］Ｓ ｔ Ｅ Ａ Ｌ Ｐｌ ｄｉｉ ｎ ｌ ｉ ｂ ｈ ａｅ ｅｕｔ ｎ １ ｍｉ ． ｉ ｒ ｎ ａａ ｓ ｙｔｅｗ ｖ ｑａｉ ｈ ｅ ｖｇ ｙｓ ｏ ［ ］ Ｊｕｎ ｌ ｆ ｏｌ ｃａｉ ｄ Ｆｕ ｄｔ ｎ ，９ ０ ８ Ｊ ．ｏ ｒａ ｏ ｉ Ｍｅｈｎｃ ａ ｏｎ ａｉ ｓ １６ ，６ Ｓ ｓｎ ｏ
基于动力特性的桥梁结构损伤识别方法的研究进展
损伤 的程 度。 （ ）现有的损伤识别方 法都要 以损伤发生 前 ２ 结构 的模 型数据或 实测 的原始数据 做参考 ，但是 由于模 型
的建 立可 能 出现 某 些状 态 无 法模 拟 以及 实 测 数据 的不 完 整 ，这就给 损伤识别 带来 困难 。因此 ，研 究一种尽 量少 依 赖于原始 数据 的方法显得非 常重要 。 （ ）非线性 问题 的识 ３ 别是 结构识别 领域 中的关键 问题 ，也是难 点。现有 的方法
态参数 的同 时引入 了有 限元模 型信息 ，如 ：能量传递 比法
（ Ｔ ）和 应 变 能 法 。 ＥＲ
的布 置方法 以及对测 量噪声 的控制 结构损伤 识别结 果有重
要影响 。 （ ）利用 自然条件 激励 的损伤检测研 究。 由于桥 ５ 梁结构 的大型 性 ，利用 环境激 励使桥梁 振动来 进行损伤 识
多数 都是采用 线形模 型假设 ，这对 于小损伤 是可行 的，但
是 当 损 伤 增 大 ， 结 构 的非 线 形 将 越 来 越 明显 。 （ ）传 感 器 ４
１６基 于能量变化的损伤识别方法 ． 由于所 选用 的参数 不同 ，基 于能 量变化 的损伤识 别方 法 有多种 。有些 方法利用 模态参 数表达 能量 ，有些用 到模
践 ，还需要研究 以下几 个问题 ： （ ）研究能更准确判 断损 １
伤 的识别 指标 。研 究结构 的损伤 ，必须解 决损伤 的位置 和
中得 出受损 区的模态 参数变 化与 结构有 限元模型 分析模态 参数 的灵敏度进 行 比较 ，以此 来评估 结构 受损伤 的程度 。
文献 ［５ 首先寻 找结构 受损伤 影 响的 自由度 ，然后 在误差 １］ 矩 阵范数极 小化方法 的基础 上 ，提 出运用 修正矩 阵的反 复 迭代优 化 ，识别结构 的损伤 程度 。文献 ［６利 用剩 余模态 １］ 力分析 方法确 定结构 的损伤位 置 ，利 用低 阶模 态作 为状态 变量 ， 由最小 二乘法 建立 目标 函数 ，通过非 线性迭代 得到 结构损伤程度的识别值。
基于动力参数的桥梁结构损伤识别研究进展
１基 于 振 动 的损 伤 识 别 方 法
基 于 动 力参 数 对 桥 梁 结 构 进行 损 伤 识 别 时， 构 损 伤 敏 结 感 参数 的选 择是 结 构 损 伤 识 别 结 果 准 确 可靠 的 保 证 。 近 些 年 来 ， 多学 者 基 于 不 同 的结 构 损 伤 敏 感 参 数 对 其 进 行 了损 许 伤 识 别 研 究 ． 些 敏 感 参 数 主要 包 括 ： 有 频 率 、 尼 比 、 这 同 阻 振 型 、 变模 态 、 变 能 、 响 函数 等 。 应 应 频
基于动力参数的桥梁结构损伤识别研究进展
魏 锦辉 ， 潘 春风
郑州 航空 工业 管理学 院 （５ ０５ ４ ０ １）
摘 要： 简要 介 绍 了基 于 结构 动 力参 数 的 损 伤 识 别 方 法 的发 展 情 况 和研 究 现 状 ， 并在 前 人 的基 础 上 对其据桥 梁损 伤 识 别 方 法 中现 存 的 问题 ， 望 了桥 梁 损 伤 识 别 未 来 的 发展 方 向 和 趋 势 ， 同 展 以
的 理论 和试 验 方 法 进 行 了 细 致 的 研 究 。 过 对 一 个 带 有 小 孔 通
频 率 测 试 Ｌ所 选 测 点 的位 置无 关 ， 最 易 获 得 的 模 态 参 ｊ 是 数 ． 测 试 精 度 比较 高 ， 此 通 过 频 率 变 化 来 识 别 桥 梁 结 构 且 因 是 否发 生 损 伤 是 最 为 简 单 、 为 实 用 的 方 法 。 １ ７ 最 ９ ９年 ，ａ — ｃｗ ｌ ｅ ｙ和 Ａ ａ ｓ 过 特 征 值 对 结 构 物理 参 数 的 灵 敏 度 分 析 ， ｄｍ 通 提 出在 结 构 只 存 在 单 处 损 伤 的情 况 下 ， 伤 前 后 仟 意 两 阶 频 率 损 变 化 的 比 值 仅 是 损 伤 位 置 的 数 ，与损 伤 程 度 无 关 。 １ ９ ９７ 年 ．ａ ｗ Ｓ ｌ ｕ对 以 自振 频 率 为 基 础 的 损 伤 识 别 研 究 做 了 详 细 ａ 的总 结 ． 指 仅 依 靠 自振 频 率 的 变化 难 以 实 现 结 构 的 损 伤 定 位 。另 外 频 率 反应 的是 结 构 的整 体 特 性 ， 结 构 局 部 损 伤 不 对 敏 感 ， 难 反 映 结 构 的 小 损 伤 ， 往 只 能 发 现 损 伤 ， 无 法 很 往 而 确 定 损 伤 的 位 置 和程 度 ， 在对 称 结 构 的 两个 对 称 位 置 发 生 如 相 同损 伤 时 频 率 变化 相 同 。 １２基 于 振 型 的 损 伤 识 别 法 ＿
结构损伤识别研究进展综述
总759期第二十五期2021年9月河南科技Journal of Henan Science and Technology结构损伤识别研究进展综述杨汉青（华北水利水电大学，河南郑州450045）摘要：房屋或桥梁等大型建筑物在服役期间或灾后会产生损伤，日积月累则会产生安全隐患，危害人们的生命和财产安全，因此对结构的损伤情况进行识别具有非常重要的工程价值和实际意义。
目前，国内外在结构损伤识别领域已经获得了很多优秀的研究成果。
本文主要从基于静力参数的损伤识别方法、基于动力指纹的损伤识别方法以及基于智能算法的损伤识别方法3个方面对结构损伤识别方法进行综述。
关键词：静力参数；动力指纹；损伤识别；智能算法中图分类号：TU317；TU399文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）25-0107-03 Review on Research Progress of Structural Damage IdentificationYANG Hanqing（North China University of Water Resources and Electric Power,Zhengzhou Henan450045）Abstract:Large buildings such as bridges will be damaged during service or after disasters.Over time,they will pro⁃duce potential safety hazards and endanger people's life and property safety.Therefore,the identification of structural damage has very important engineering value and practical significance.At present,many excellent research results have been made in the field of structural damage identification at home and abroad.This paper mainly summarized the structural damage identification methods from three aspects:the damage identification method based on static pa⁃rameters,the damage identification method based on dynamic fingerprint and the damage identification method based on intelligent algorithmKeywords:static parameters；dynamic fingerprints；damage identification；intelligent algorithm房屋或桥梁等大型建筑物在服役期间或灾后会产生损伤。
基于有限元分析的建筑结构破坏与损伤评估
基于有限元分析的建筑结构破坏与损伤评估建筑结构的破坏与损伤评估是建筑工程领域中非常重要的研究领域之一。
在建筑结构受到外力作用时，由于内力超过了结构材料的承载能力，就会导致结构的破坏与损伤。
为了准确评估建筑结构的破坏与损伤情况，工程师们运用了有限元分析的方法。
有限元分析是一种数值计算方法，广泛应用于各个工程领域。
它将复杂的结构问题通过离散化为大量的有限元单元，通过建立数学模型来模拟结构的力学行为。
基于有限元分析的建筑结构破坏与损伤评估主要分为以下几个步骤。
第一步，建立有限元模型。
首先，需要根据实际的建筑结构几何形状和材料性能参数，使用专业的有限元软件绘制结构模型。
模型中包括结构的各个部分，如梁、柱、墙等。
其次，需要对结构进行离散化处理，将结构划分为许多小的有限元单元。
每个单元根据其材料和几何性质，具有一些节点和与之相关的自由度。
最后，根据结构的边界条件和荷载情况，设置节点的约束和载荷，以模拟实际工况。
第二步，应用边界条件和载荷。
在建筑结构破坏与损伤评估中，边界条件和载荷是非常关键的。
边界条件用于约束结构的自由度，模拟实际工况下结构的受力情况。
载荷包括静力载荷和动力载荷。
静力载荷主要包括自重、荷载和地震力等。
动力载荷主要包括风载、水压力等。
通过合理设置边界条件和载荷，可以准确模拟实际的工况。
第三步，进行力学分析。
有限元分析的核心是力学分析。
在建筑结构破坏与损伤评估中，一般采用线性弹性分析或非线性分析。
线性弹性分析适用于小变形条件下，结构材料呈线性弹性的情况。
非线性分析适用于大变形情况，考虑结构材料的非线性性质。
通过力学分析，可以计算出结构的受力和变形情况。
第四步，评估破坏与损伤情况。
通过有限元分析得到的力学分析结果，可以评估建筑结构的破坏与损伤情况。
主要包括结构的强度评估、位移评估和振动评估等。
强度评估用于评估结构的承载能力是否满足规定的要求。
位移评估用于评估结构的位移是否超过了允许的范围。
振动评估用于评估结构的动力特性，如固有频率和模态形态。
译文-桥梁结构损伤识别理论研究
桥梁结构损伤识别理论研究关键词：损伤；识别；动力指纹；模型修正摘要：本文研究了桥梁结构损伤识别的动力指纹法和模型修正法。
对四类动力指纹的基本理论及其在工程中的应用进行研究，并比较了其优缺点。
提出了模型修正法损伤识别的一般程序，并研究其在工程中的应用。
最后指出在损伤识别中需进一步研究的问题和发展的方向。
一、前言桥梁结构在长达几十年、甚至上百年的服役过程中，由于荷载作用、疲劳效应、腐蚀效应及材料老化等各种不利因素的影响，将不可避免地产生累积损伤、抗力衰减、功能退化，甚至会导致突发事故。
[1]为保障桥梁结构的安全性、适用性和耐久性，防患于未然，需对既有桥梁结构采取有效的手段来监测和评估其健康状态，使其能更好地为经济建设服务。
二、结构损伤识别技术概述[2][3]损伤识别技术可分为局部损伤识别技术和整体损伤识别技术。
局部识别技术依靠成熟的无损检测技术对特定的部件进行检测，判断是否有损伤及损伤程度，而整体识别技术试图评价整体结构的状态。
局部损伤识别技术主要有以下几种:直接量取构件的几何尺寸、测量构件的材料强度和弹性模量等物理参数；射线、光干涉、超声波和电磁学监测等技术；传感器测试技术。
结构可以看作是由刚度、质量、阻尼矩阵组成的力学系统，结构损伤后，其模态参数也随之发生改变。
整体损伤识别技术就是通过特征参数的改变来识别结构损伤。
整体损伤识别技术常见的分类方法有：根据采用数据的来源分为基于动态测试和基于静态测试的损伤识别法；根据是否反演分为动力指纹法和模型修正法。
本文研究只针对第二种分类。
三、基于动力指纹的损伤识别理论研究结构动力指纹是通过结构动力测试得到的，并且能够反映出结构固有特性的指标。
动力指纹法损伤识别法是基于现代模式识别理论发展起来的，是一种无反演的识别方法。
其识别过程是按照模式识别的基本理论构造各种损伤情况下的基本模式向量，然后将实际模型向量与基本模式向量进行比较，得到结构的损伤位置和损伤程度。
常用的动力指纹可分成四大类[4]:传递特性类动力指纹、复杂函数类动力指纹、传递曲率类动力指纹和特征参数类动力指纹。
基于振动分析的桥梁结构损伤识别技术
基于振动分析的桥梁结构损伤识别技术桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，其结构的安全性和可靠性至关重要。
随着时间的推移、交通流量的增加以及环境因素的影响，桥梁结构可能会出现各种损伤，如裂缝、腐蚀、疲劳等。
这些损伤如果不能及时被发现和修复，可能会导致桥梁结构的性能下降，甚至引发严重的安全事故。
因此，如何有效地识别桥梁结构的损伤，成为了桥梁工程领域的一个重要研究课题。
振动分析作为一种无损检测技术，在桥梁结构损伤识别中得到了广泛的应用。
振动分析的基本原理是基于结构的动力特性，如固有频率、振型和阻尼比等，与结构的物理参数（如质量、刚度和阻尼）之间的关系。
当桥梁结构发生损伤时，其物理参数会发生变化，从而导致结构的动力特性也发生改变。
通过测量和分析桥梁结构在振动激励下的响应，可以获取其动力特性，并与未损伤时的基准数据进行对比，从而判断结构是否存在损伤以及损伤的位置和程度。
在基于振动分析的桥梁结构损伤识别中，常用的振动激励方式包括自然激励（如风、交通荷载等）和人工激励（如锤击、激振器等）。
自然激励通常是免费的，但激励信号的随机性较大，不利于数据分析。
人工激励可以提供更可控和更具重复性的激励信号，但需要专门的设备和操作，成本较高。
测量桥梁结构振动响应的传感器主要有加速度传感器、位移传感器和速度传感器等。
加速度传感器由于其测量精度高、响应速度快等优点，在桥梁结构振动测量中应用最为广泛。
传感器的布置方案对于获取准确和全面的振动响应数据至关重要。
一般来说，传感器应布置在结构的关键部位，如跨中、支座处、节点等，以捕捉结构的主要振动模态。
在获取了桥梁结构的振动响应数据后，需要对数据进行预处理和分析。
预处理包括去除噪声、滤波、积分和微分等操作，以提高数据的质量和可用性。
数据分析的方法主要有频域分析和时域分析两种。
频域分析通过对振动响应数据进行傅里叶变换，得到结构的频谱特性，从而识别结构的固有频率和振型。
时域分析则直接对振动响应的时间历程进行分析，如通过时域信号的特征提取、系统识别等方法来判断结构的损伤。
基于动力指纹识别桥梁损伤检测方法研究
基于动力指纹识别桥梁损伤检测方法研究在现代交通建设中，桥梁作为重要的基础设施，其健康状况直接关系到人民生命财产的安全。
然而，由于长期承受自然环境的侵蚀和车辆荷载的冲击，桥梁结构不可避免地会出现损伤。
因此，如何及时发现并准确评估这些损伤，成为了工程界亟待解决的问题。
本文将探讨一种基于动力指纹识别的桥梁损伤检测方法，旨在为桥梁健康管理提供新的思路。
首先，让我们来了解一下什么是动力指纹。
在物理学中，每个物体都有其独特的振动特性，这就像人的指纹一样独一无二。
桥梁作为一个复杂的结构体系，其在受到外力作用时产生的振动响应也具有特定的模式。
这种模式就是桥梁的动力指纹。
通过分析桥梁的动力指纹，我们可以获取其结构的健康状况信息。
然而，要捕捉到这些微妙的振动信号并非易事。
传统的检测方法往往需要大量的传感器布置在桥梁的关键部位，这不仅耗时耗力，而且可能对桥梁结构造成二次损害。
相比之下，基于动力指纹的检测方法则更为高效和安全。
它通过少量的传感器采集桥梁在不同状态下的振动数据，然后利用先进的信号处理技术提取出反映结构损伤特征的动力指纹信息。
接下来，我们来谈谈这种方法的优势。
首先，它具有很高的灵敏度和准确性。
即使是微小的结构变化也能在动力指纹中体现出来，从而使得损伤能够在早期被发现。
其次，这种方法具有很强的适应性。
无论是钢筋混凝土桥梁还是钢结构桥梁，无论是简支梁还是连续梁，都能通过动力指纹进行有效的损伤检测。
此外，它还具有很好的实时性。
与传统的定期检测相比，基于动力指纹的方法可以实时监测桥梁的工作状态，及时发现潜在的安全隐患。
当然，任何技术都不是完美的。
基于动力指纹的桥梁损伤检测方法也面临着一些挑战。
例如，如何确保采集到的数据质量、如何处理海量的数据以及如何建立准确的损伤判别标准等问题都需要进一步的研究和解决。
但我相信，随着科技的不断进步和研究的深入，这些问题终将得到克服。
最后，我想强调的是，桥梁的安全不仅仅是技术人员的责任，更是全社会共同关注的问题。
结构损伤无损识别研究进展综述
结构损伤无损识别研究进展综述摘要：房屋或桥梁等大型建筑物在服役期间或灾后会产生损伤，日积月累则会产生安全隐患，危害人们的生命和财产安全，因此对结构的损伤情况进行识别具有非常重要的工程价值和实际意义。
目前，国内外在结构损伤识别领域已经获得了很多优秀的研究成果。
本文从超声波法、动力学法和射线检测法三个方面对结构损伤识别方法进行综述。
关键词:损伤识别；超声波法；动力学法；射线检测法;结构健康监测技术一直是国内外学者热衷于研究的话题，目前，国际学术界和工程界越来越关注基于动力学特性的结构损伤识别方法。
这种方法具有实用、快速、简单等优点，因此备受瞩目[1]。
钢筋混凝土梁损伤程度识别是结构健康监测和维护中的一个重要研究领域。
通过对钢筋混凝土梁进行损伤识别，可以及时检测出结构中可能存在的缺陷或损伤，以便及时采取修复或加固措施，保证结构的安全可靠性。
本文主要对常用的损伤识别方法进行一定的归纳和总结。
1 超声波法超声波检测是一种无损检测方法，通过利用缺陷在超声波传播过程中对传播能量和时间产生的变化来检测混凝土内部缺陷。
与声发射检测相比，超声波检测属于主动声纳技术，能够主动检测缺陷。
Alexandre Bogas等[2]研究发现，轻质和普通重量混凝土受到混合设计参数的不同影响。
此外，还通过无损超声波脉冲速度测试对混凝土的压缩强度进行预测。
在国内，混凝土无损检测方面，刘镇清等[3]进行了相关的研究。
周凯等[4]研究并指出混凝土超声波检测主要应用纵波进行检测。
王怀亮、宋玉普[5]应用超声波技术研究了混凝土在受压下的超声波传播特性，测量超声波在加载过程中的传播波速，并提出了荷载和波速之间的对应关系。
王颖轶、左自波等[6]基于超声波无损检测理论,建立了超声波检测混凝土结构强度的预测方法。
与其他检测方法相比，超声波检测具有穿透能力强，损伤定位准确，能有效检测出面积性缺陷，应用范围广泛且灵敏度较高等特点；但因对超声波噪声信号缺乏有效的处理，故超声波成像分辨率有待提高。
基于不确定性的结构损伤识别方法研究综述
基于不确定性的结构损伤识别方法研究综述姜浩;孙海飞;王凯【摘要】基于静动力特性改变的结构损伤诊断方法在过去几十年中发展迅速.与损伤识别的确定性方法相比,损伤识别的不确定性方法能更为有效合理地处理损伤识别过程中涉及的不确定性干扰问题,并从统计意义上实现复杂工程结构健康监测的早期损伤诊断,因此已成为当前结构损伤识别领域的研究热点.在简要回顾了损伤识别确定性方法的基础上,主要介绍了损伤识别不确定性方法的研究进展,并分析了各方法的优缺点,对有待进一步研究的问题及此类方法的发展趋势进行了展望.%Based on changes of static and dynamic structural characteristics,the damage identification methods have developed rapidly in the past few pared with the deterministic damage identification method,the damage identification uncertainty method can more effectively and reasonably deal with the uncertainty interference problem in the process of damage identification,and realize the early damage identification of health monitoring of complex engineering structures from the statistical significance,therefore has become the hot research topic in the field of structural damage identification.On the basis of briefly reviewing the deterministic methods of structural damage identification,this paper mainly introduces the research progress of uncertain damage identification methods,their advantages and shortcomings of these damage identification methods are analyzed.Topics worthy of further study and the development trend of such methods are presented.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2017(039)008【总页数】4页(P36-38,45)【关键词】损伤识别;不确定性;概率;统计识别【作者】姜浩;孙海飞;王凯【作者单位】吉林建筑大学土木工程学院,长春130118;吉林建筑大学土木工程学院,长春130118;吉林建筑大学土木工程学院,长春130118【正文语种】中文【中图分类】TU312.3工程结构健康监测与安全状态评估是目前国内外学术界与工程界的热点研究领域，其中结构损伤诊断是结构健康监测的核心技术。
第四章基于动力参数的结构损伤指标...
基于动力特性参数变化的结构损伤研究Structural damage research based on dynamic characteristics parameters学科专业：结构工程研究生：翟子胜指导教师：姜忻良教授天津大学建筑工程学院二零一三年十一月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。
特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。
同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要基于性能的抗震设计有一个重要的基础，即对结构抗震性能的分析。
为了更好的体现基于性态的抗震设计思想，在准确把握结构弹塑性阶段性能特点的基础上，通过合理的结构反应指标对结构在不同水准地震作用下的性态进行定量的评估，是现代建筑结构进行精细化设计与考量的必要手段。
用恰当的方式来定量地描述结构在地震作用下的损伤程度，对于震后加固和维修具有重要意义。
实际上，由于结构发生了不同程度的破坏，结构在非线性阶段的结构参数是一种时变的状态，尤其是结构的刚度，可以理解为由于结构发生损伤而造成了结构刚度变化。
所以从宏观上讲，根据结构损伤可以求解结构参数变化，根据结构参数变化可以确定结构损伤。
本文通过逐步增加水平力（模拟外荷载）时结构动力特性的改变来进行结构损伤评估，并提出以频率变化为指标的计算模型。
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基于动力的结构损伤识别方法研究综述摘要：结构损伤识别问题是桥梁健康监测的基础和重要组成部分，其对于桥梁结构的安全性和可靠性具有重要的影响，在众多的结构损伤识别方法中，基于动力的结构损伤识别方法凭借其一系列独特的优点成为当前国内外研究和发展的热点。
该研究能适合工程实际应用，并且损伤识别结果可靠准确，该方法具有十分重要的现实意义。
本文介绍了国内外近年来较为成熟的结构损伤动力特性识别方法。
关键词：损伤识别；健康检测；动力特性Research on Structural Damage Identification Based on DynamicAbstract：Structural damage identification is the basis and important part of bridge health monitoring, and it has an important influence on security and reliability of the bridge.Among the numerous methods of structural damage identification,the structural damage identification method based on dynamic with its unique advantage is becoming a hot spot of current research and development at home and abroad.This study can be suitable for engineering application,and the damage identification result is reliable and accurate,the method has very important practical significance.Some mature methods of structural damage identification based on the dynamic characteristics at home and abroad in recent years were introduced in this paper.Key words：Damage identification;Health detection;The dynamic characteristics0 引言结构损伤识别不仅仅是单纯意义上的对损伤的诊断和修复，它更积极的意义在于使人们重新认识结构的特征，并指导设计人员对以后的类似结构进行修改和重新设计。
在工程上，大部分结构损伤的产生都是由于长期外界因素的作用而累积形成的疲劳失效。
损伤的位置可能是受影响最剧烈的位置，可能是自身的材料缺陷导致，也可能是结构设计中最薄弱的环节，这些因素往往是结构设计中没有考虑到的。
从这个角度上来看，损伤识别的结果可被用于探寻结构中较刚度和强度薄弱的区域，对结构的后续设计具有重大的指导意义。
此外，我国正处于社会建设的全面发展时期，大批原有的工程结构需要进行损伤评估。
对于轻微损伤的结构，进行及时的补救，使之满足生产生活的需要；对于严重损伤的结构，进行二次再利用，发挥其仍有的价值。
这与现如今提出的绿色、节能、低碳的可持续发展战略也是相适应的。
因此，损伤识别不仅是一门重要的实验科学，同时对现今社会的发展也具有重大的实际意义。
完整意义上的结构损伤识别包含以下四个任务：(1)判断结构是否存在损伤。
通常需要对结构进行长期的监测，或者事先获得该结构健康状态下的损伤评判指标；(2)损伤的定位。
在确定结构发生损伤后，采用损伤定位指标来确定损伤发生的具体位置；(3)损伤的程度分析。
该问题可以分为相对损伤程度和绝对损伤程度识别。
相对损伤程度可以通过不同时期对损伤结构进行检测，并对多次检测的评判指标进行比较得到。
绝对损伤程度识别，即损伤的定量分析，则需要该结构健康状态下的损伤评判指标；(4)评估结构损伤后的剩余服役寿命。
1 桥梁结构损伤动力检测技术的研究现状基于动力测试的桥梁损伤检测方法属于整体损伤检测技术，它可以获得结构的全面信息，尤其结构的隐蔽部位，而且检测结果的准确程度较少的依赖于检测者的工程经验和主观判断，可以对结构的安全储备及退化的途径做出系统的评估。
基于动力测试的桥梁损伤检测方法分三个层次：第一，判断结构有无损伤；第二，确定结构的损伤位置；第三，标定结构的损伤程度。
基于动力测试的桥梁损伤检测方法是近二十年来国内外研究比较活跃的损伤识别方法，是基于结构物的刚度、质量以及材料物理参数的对应关系上。
基于结构动力特性的损伤识别方法大致可以分为两类：(1)无模型的损伤识别方法，它们不使用结构模型，属于这类方法的有，基于FRF的波形损伤识别指标方法，包括Waveform Chain Code(WCC，其中又包括量测FRF的斜率差和曲率差)，Aptive Emplate Ethods(ATM)和Signautre Assurance Cretiria(SAC)。
此外还有人工神经元网络、ARMA模型、模型识别等。
(2)有模型的损伤识别方法，它们使用结构的有限元模型进行损伤识别。
这类方法又可分为两种：基于模态参数的损伤识别方法和直接的系统损伤识别方法。
基于模态参数的损伤识别方法可分为两步，首先通过振动测试进行模态参数(自振频率、振型、应变模态等)识别，然后通过模态参数识别损伤。
第二步工作又有两种方法，一是通过损伤识别指标来进行损伤识别，由于模态参数对损伤不敏感，于是人们试图对模态参数进行加工，以提高其对损伤的灵敏度，定义了损伤识别指标后，可把它当作结构动力指纹，通过比较完好状态的结构动力指纹和受损状态的结构动力指纹来对结构进行损伤识别。
常用结构的动力指纹有曲率模态差、柔度矩阵差和应变模态差等方法。
由模态参数识别损伤第二步工作的另一种方法是由模态参数确定结构的刚度矩阵的变化，是一种形式的参数估值问题。
直接的系统识别方法则直接由结构的反应确定结构的刚度矩阵，是另一种形式的参数估值问题。
因为参数估值问题是由结构的反应推断结构参数，就是由方程组的解反求方程组的系数。
这在数学上都是不定问题(方程数少于未知数)，只能通过使人为定义的误差函数最小来求解。
一般由结构模型的总自由度向测量自由度进行Guyan缩减后，建立误差函数，使之最小而求刚度矩阵中的各元素。
常用的基于动力测试的桥梁损伤检测方法有：(1)三个基于FRF波形的损伤识别指标；(2)基于振型的结构损伤识别法；(3)基于固有频率的损伤识别；(4)基于神经网络的结构损伤识别方法；(5)基于灵敏度的结构损伤识别方法；(6)基于应变模态和应变能的损伤识别方法2 基于动力的结构损伤检测方法1.基于固有频率变化的损伤识别方法固有频率是振动测试中最容易获得的指标之一，而且测试精度较高。
20世纪70年代中期，Cawley和Adams就开始研究自振频率和损伤之间的关系；到80年代中期，提出了一种确定损伤位置和估计损伤程度的方法，损伤识别的结果是通过实测结构的自振频率和理论自振频率比较得出的。
基于固有频率变化的损伤识别方法的识别指标主要有频率差和固有频率变化比。
该方法的不足之处是：(1)固有频率是一个全局量，不同的结构损伤形式可能产生相似的频率变化，只能发现损伤，但无法确定位置；(2)频率变化对结构损伤有时不十分敏感，无法识别小损伤。
2.基于振型变化的损伤识别方法虽然振型的测试精度低于固有频率，但振型也包含了与结构状态有关的信息。
利用振型变化识别结构损伤的方法很多，常用的方法有：(1)模态置信度判据法。
该方法利用模态置信判据进行损伤识别，如MAC和COMAC其原理是：当损伤未发生时，模态置信度判据为一；一旦损伤发生，由于振型的变化，模态置信度判据不等于一。
(2)模态正交法。
该方法利用模态的正交条件进行损伤识别。
当结构无损伤时，模态满足正交条件；当结构发生损伤时，则模态不满足正交条件。
该方法要用到模型矩阵，如刚度矩阵和质量矩阵，涉及到测量模态的插值扩阶或模型缩聚问题。
(3)振型曲率法。
如果结构出现损伤，则损伤处的刚度会降低，而曲率会增大。
振型曲率的变化随着结构损伤的增大而增大。
因此，可以根据振型曲率的变化确定损伤发生的位置，这种方法以振型曲率作为定位参数。
(4)振型变化图形法。
该方法是以振型相对变化量作为定位参数，即损伤前后振型的差值与损伤前振型的比值。
当发生损伤时，受到影响的自由度上的振型相对变化量在损伤区域内就会出现比较大的值。
所以利用振型相对变化图可以识别损伤的位置。
上述基于振型变化的损伤识别技术在应用中面临着测量振型不完整(包括测量的振型个数少于分析模型的个数和测量的自由度个数少于分析模型的自由度数)和噪声等问题的影响。
3.基于柔度变化的损伤识别方法基于柔度变化损伤识别方法的主要原理是：在模态满足归一化的条件下，柔度矩阵是频率的倒数和振型的函数，即低阶振动的模态和频率信息在柔度矩阵中所占的影响成分很大。
随着频率的增大，柔度矩阵中高频率的倒数影响可以忽略不计，这样只要测量前几个低阶模态参数和频率就可获得精度较好的柔度矩阵。
根据获得损伤前后的二个柔度矩阵的差值矩阵，求出差值矩阵中各列中的最大元素，通过对比每列中的最大元素就可找出损伤的位置。
Pandey和Biswas提出了基于结构测量柔度矩阵的变化进行结构损伤检测和定位的方法。
大量研究表明，结构柔度矩阵在低阶模态条件下包含了有关结构特性的丰富信息，为低阶模态条件下的结构损伤识别提供了一种新的有效途径。
但是在数据不完整、不精确的条件下，基于柔度阵的结构损伤识别方法的研究目前还是比较少。
为了充分利用柔度矩阵的低阶模态敏感特性，仍需要进一步更深入地开展基于柔度矩阵的结构损伤识别研究。
4.基于刚度变化的损伤识别方法当一个结构发生损伤时，刚度矩阵一般提供的信息比质量矩阵多，因为结构发生较大的损伤时，其刚度将发生显著的变化，根据刚度变化的大小进行结构损伤直接定位。
与总体柔度矩阵不同，总体刚度矩阵是叠加量，总体刚度矩阵的变化必然意味着观测节点的邻域有损伤存在。
也就是说，总体刚度矩阵的变化比总体柔度矩阵的变化在理论上更适合于定位损伤。
理论和仿真结果都证实，要确保基于刚度变化的结构损伤定位方法不存在误定位的问题，总体刚度矩阵的计算必须采用完整的模态数据。
但是，应当指出的是：由于结构高阶振型对结构刚度矩阵的贡献更大，因此要进行精确识别结构损伤，就要利用高阶振型，但高阶振型的准确获取难度较大，因此这种方法在工程实际中应用较少。