肖世富，刘信恩，杜 强

(中国工程物理研究院 总体工程研究所，绵阳 621900)

螺栓连接被广泛应用于工程结构中。在全寿命周期内，受到振动、冲击、热交变载荷的作用以及螺栓连接预紧力的松弛等，螺栓连接的状态往往会发生改变，出现松动、脱落等现象，从而影响结构的力学性能，降低结构的可靠性和安全性。因此，在结构服役期间，有效辨识螺栓连接结构的连接状态，对确保结构的可靠性和安全性具有重要的意义。

螺栓连接结构的状态辨识问题属于结构状态监测和损伤识别的研究范畴。实验表明，连接状态的变化主要改变结构的刚度和阻尼，使其具有不连续性、迟滞性、时变、分段线性、刚度软硬化等多种非线性特性［1－3］，从而影响结构的固有频率、振型和动力学响应。在传统的结构状态监测和损伤识别研究中，大量工作集中在基于结构模态参数(固有频率、阻尼和振型)等基本动特性的变化进行结构状态辨识上［4－6］。然而，Todd等［7］的研究指出，连接状态变化的影响主要表现在局部，反映结构整体动力学特性的低阶模态参数和传递函数对此类损伤的灵敏度低，而高阶模态的激励和参数识别存在很大困难，固有频率、振型等基本模态参数不是螺栓连接状态监控和识别的理想特征。因此，近年来基于响应信号高频谱特征、非线性系统辨识理论和混沌动力学理论等状态监测新方法受到极大关注［8－10］。

尽管低阶固有频率对连接状态变化不太敏感，但由于固有频率是模态参数中最容易获得的一个参数，且测量精度较高，优点突出。……