黄雅华，陈建恩*，葛为民，刘 军

(1. 天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，天津 300384；2. 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心，天津 300384)

1 引言

裂纹是工程结构最典型的损伤形式，它的出现会影响结构的力学性能，其发展演化更是会为工程结构的安全带来严重隐患和危害。诸如超声波、红外线等局部检测技术，仅适用于静态结构的裂纹检测，对于复杂结构损伤或结构内部损伤，这些检测手段往往无法适用。基于振动特性的整体检测技术通过探测裂纹对结构振动响应的影响识别裂纹位置和深度。相比局部检测技术，该类技术更加高效且具有更强的适应性，此外，基于振动特性的裂纹识别方法可以对裂纹进行实时检测，在不影响工程结构正常运行的情况下完成检测工作。

任何结构都可以看作是由质量、刚度、阻尼所组成的力学系统，裂纹的出现必然会影响结构的振动特性。目前，基于固有频率[1，2]、模态振型[3]、频响函数、柔度矩阵、振动功率流等[4，5]振动信息的裂纹识别方法得到了不同程度的发展，然而，每类方法均存在各自的缺点[6，7]。一些非线性振动特征被逐步用于裂纹识别，这些方法往往可以在裂纹形成前期就可以对其动态特性进行有效的描述，谐波响应是应用最为广泛的非线性损伤指标[8]。此外，基于结构分岔特性、非线性强弱程度及非线性模态的裂纹识别方法也取得了一定的进展[9，10]，但由于非线性问题的复杂性，这些方法在工程应用上仍需进一步开发。……