基于AR/ARCH模型转换距离的输电塔非线性损伤识别及实验研究

作者：冯衡; 高彬; 郭惠勇

来源：工业建筑, 2022, 1-11.

• 输电塔
• 损伤识别
• AR/ARCH模型
• 非线性
• 二阶方差

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AR/ARCH(Autoregressive/Autoregressive conditional heteroskedastic)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。最后进行了相关实验研究，先采用了三层框架实验验证了指标的有效性，然后进行了输电塔模型的损伤识别实验研究。实验和计算结果表明：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。

• 单位
  中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司; 土木工程学院; 重庆大学