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龍圖騰網獲悉中國人民解放軍國防科技大學申請的專利一種復合材料圓柱殼結構分層損傷識別方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN116577410B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202310550832.X，技術領域涉及：G01N29/04；該發明授權一種復合材料圓柱殼結構分層損傷識別方法是由張書鋒;谷然;李岳設計研發完成，并于2023-05-16向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種復合材料圓柱殼結構分層損傷識別方法在說明書摘要公布了：本發明涉及一種復合材料圓柱殼結構分層損傷識別方法，包括：建立多個有限元幾何模型并設置傳感器測點，施加振動激勵信號，采集振動加速度響應信號；計算頻率響應函數，構造損傷特征拓撲圖；獲得損傷特征拓撲圖集合并訓練分層位置識別模型；獲取損傷指標與各分層損傷的損傷面積之間的線性系數集合并獲得線性系數識別模型；將待測的復合材料圓柱殼固定在振動臺上，并獲取施加的實驗振動激勵信號和采集實驗振動加速度響應信號；計算實驗損傷特征拓撲圖并輸入到分層位置識別模型中，獲得損傷位置；獲得損傷面積與損傷指標之間的線性系數；基于線性系數建立線性預測模型；獲取實驗損傷指標，并將實驗損傷指標輸入線性預測模型輸出損傷面積。

本發明授權一種復合材料圓柱殼結構分層損傷識別方法在權利要求書中公布了：1.一種復合材料圓柱殼結構分層損傷識別方法，其特征在于，包括以下步驟： S1.基于復合材料圓柱殼建立多個有限元幾何模型；其中，每個所述有限元幾何模型中針對所述復合材料圓柱殼的分層損傷的損傷參數均不同；所述損傷參數包括：損傷面積、損傷位置； S2.基于所述有限元幾何模型設置傳感器測點，以及，對所述有限元幾何模型的一端施加用于產生隨機振動的振動激勵信號，并采集各所述傳感器測點的振動加速度響應信號； S3.基于所述振動激勵信號和所述振動加速度響應信號，計算各所述傳感器測點的頻率響應函數；以及，在復數域內，計算各所述頻率響應函數之間的Pearson相關系數，并基于各所述Pearson相關系數構造損傷特征拓撲圖； S4.對各所述損傷特征拓撲圖進行歸一化，獲得含不同分層損傷的歸一化的損傷特征拓撲圖集合，以及，采用歸一化的所述損傷特征拓撲圖集合訓練用于識別分層損傷位置的分層位置識別模型； S5.以所述損傷特征拓撲圖中的最大值作為損傷指標，并基于所述損傷指標與所述分層損傷中損傷面積之間的線性關系獲取所述損傷指標與各所述分層損傷的損傷面積之間的線性系數集合；以及， 基于歸一化的所述損傷特征拓撲圖集合和所述線性系數集合訓練用于識別不同所述分層損傷位置下所述損傷面積與所述損傷指標之間線性系數的線性系數識別模型； S6.將待測的復合材料圓柱殼固定在振動臺上，且在所述復合材料圓柱殼上布置多個MEMS加速度計，通過控制器對所述復合材料圓柱殼施加用于產生隨機振動的實驗振動激勵信號，并基于所述MEMS加速度計采集其實驗振動加速度響應信號；其中，所述MEMS加速度計在所述復合材料圓柱殼上的設置位置與所述有限元幾何模型上的傳感器測點一一對應； S7.基于所述實驗振動激勵信號和所述實驗振動加速度響應信號計算所述復合材料圓柱殼的實驗損傷特征拓撲圖； S8.對所述實驗損傷特征拓撲圖進行歸一化，并輸入到所述分層位置識別模型中，獲得所述復合材料圓柱殼的分層損傷的損傷位置； S9.將歸一化的所述實驗損傷特征拓撲圖輸入到所述線性系數識別模型中，獲得所述復合材料圓柱殼中分層損傷的損傷面積與損傷指標之間的線性系數； 基于所述線性系數、所述損傷指標與所述分層損傷中損傷面積之間的線性關系建立線性預測模型； 基于所述實驗損傷特征拓撲圖獲取實驗損傷指標，并將所述實驗損傷指標輸入所述線性預測模型以輸出所述復合材料圓柱殼中分層損傷的損傷面積； 步驟S3中，基于所述振動激勵信號和所述振動加速度響應信號，計算各所述傳感器測點的頻率響應函數的步驟中，所述頻率響應函數表示為： ； 其中，M、C和K分別為質量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣，ω為周期頻率，H為頻率響應函數，i為虛數單位； 步驟S3中，在復數域內，計算各所述頻率響應函數之間的Pearson相關系數，并基于各所述Pearson相關系數構造損傷特征拓撲圖的步驟中，取所述Pearson相關系數的虛部構造所述損傷特征拓撲圖； 所述損傷特征拓撲圖的計算公式為： ； 其中，FRF為各所述傳感器測點的頻率響應函數，lm為取復數中的虛部，E為計算數學期望，和分別為第x、y個測點的頻率響應函數的標準差，和分別為第x、y個測點的頻率響應函數的均值，N為測點個數，CFDC為所述損傷特征拓撲圖； 步驟S4中，對各所述損傷特征拓撲圖進行歸一化的步驟中，對所述損傷特征拓撲圖歸一化的公式為： 其中，NCFDC為歸一化的所述損傷特征拓撲圖，為CFDC中的最小值，為CFDC中的最大值。

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