损伤识别是结构健康监测系统中的核心内容,对于大型工程结构的安全预警、寿命评定、维修加固有着重要作用。实际工程中,由于传感器数量、测量条件等限制,只能对有限测点进行监测,且测量数据通常受到噪声干扰。本文基于含噪声不完备模态信息,对传感器布置方案进行探讨,并提出一种两阶段损伤识别方法,先进行损伤初步定位,再精确计算损伤位置和损伤程度,主要成果如下:(1)在交叉模型交叉模态法(cross-model cross-mode,CMCM)的基础上,提出改进的CMCM法,可以减小各类误差的干扰。针对有限测点问题,使用最小模态误差法(Minimum Modal Error,MME)对不完备振型进行扩展,并将上述两种方法组合提出改进CMCM-MME法,通过一个平面桁架结构算例表明,在有限测点和噪声干扰的条件下,仅需要求解线性方程组,就可以实现结构损伤初步定位。(2)介绍了常用的传感器布置方法和布点方案评价准则,将不同的布点方案用于桁架结构算例,比较它们的损伤识别效果,结果表明EIF法用于本文提出的损伤识别方法效果最好。(3)提出一种基于改进CMCM法的模型修正法,用于识别损伤程度。基于动力缩聚法构造参数化的振型扩展矩阵,解决振型不完备的问题,然后根据改进CMCM法构造约束方程,并使用Hestenes-Powell增广拉格朗日乘子法求解约束优化问题,从而根据优化问题的最优解判断出损伤位置和损伤程度。(4)对于三维空间结构,结构损伤将会对单元截面的不同特性(拉压、抗弯、抗扭)带来不同的影响。基于有限元模型参数,通过模型的物理参数A,I _y,I_z的折减来表示损伤,分别设置不同的损伤系数独立求解。将提出的损伤定位方法和损伤定量方法拓展到三维空间结构中,并通过一个三维空间结构算例验证了本文方法的有效性。