基于随机 Volterra 级数的不确定非线性梁损伤检测：一项实验应用
计算工程、金融与科学
2024-09-26 v1 计算机视觉与模式识别
机器学习
概率论
应用统计
摘要
当在分析中考虑结构固有的非线性行为和自然数据变化时，损伤检测问题变得更加困难，因为如果采用线性和确定性方法，这两种现象都可能与损伤相混淆。因此，本工作旨在将随机版本的 Volterra 级数与新颖性检测方法相结合进行实验应用，以在考虑由不确定性存在引起的测量数据变化的情况下，检测初始非线性系统中的损伤。实验装置由一根在非线性运动状态下运行的悬臂梁组成，即使在健康状态下，这种非线性运动也是由靠近自由端的磁铁引起的。基于在参考状态和损伤状态下估计的总响应中随机 Volterra 核的线性和非线性贡献的比较，检测到了与螺栓连接处质量变化（螺母松动）相关的损伤。实验测量是在不同日期进行的，以增加测量数据的自然变化。通过所提出的随机方法获得的结果与通过 Volterra 级数的确定性版本获得的结果进行了比较，表明当我们考虑实验数据变化时，使用随机模型具有优势，能够以统计置信度检测损伤的存在。此外，与线性度量相比，所使用的非线性度量对损伤的发生表现出更高的灵敏度，证明了当系统表现出固有的非线性行为时应用非线性度量的合理性。
关键词
引用
@article{arxiv.2409.16305,
title = {Damage detection in an uncertain nonlinear beam based on stochastic Volterra series: an experimental application},
author = {Luis Gustavo Gioacon Villani and Samuel da Silva and Americo Cunha and Michael D. Todd},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.16305},
year = {2024}
}