基于自回归/自回归条件异方差模型转换距离的输电塔非线性损伤识别及试验研究

输电塔等工程钢结构的安全常易受到裂纹等损伤的影响，该类损伤在结构振动中常表现出变刚度的非线性特征。为了解决该类非线性损伤检测问题，提出了一种基于自回归/自回归条件异方差AR/ARCH模型转换距离的非线性损伤识别方法。首先描述了AR/ARCH混合模型的基本组成原理，给出了模型建模的定阶和参数估计方法。然后描述了非线性损伤的时变刚度特性，给出了基于二阶方差指标的非线性损伤识别策略。在此基础上，分析了AR/ARCH模型残差和条件方差与非线性损伤的关联关系，并提出了一种基于AR/ARCH模型的转换距离指标。最后采用三层框架试验验证了指标的有效性，并对输电塔模型进行了损伤识别试验。试验和计算结果表明：基于AR/ARCH模型的转换距离指标明显优于传统的二阶方差指标，其具有更强的非线性损伤识别能力和可靠性。