结构损伤识别方法的研究是目前结构健康监测领域一个重要的子课题,大量基于时域和频域的结构损伤识别方法和技术不断被提出和发展。然而,实际工程结构所受到激励大多数为非平稳信号激励,并且实际工程结构大多数为非线性结构,一旦工程结构出现损伤,其结构振动响应表现为较强的非平稳特征。对于时变结构的非平稳振动响应信号,线性时间序列分析模型和方法并不能准确地提取出非平稳信号中的结构损伤特征信息。目前,国内外大量学者提出了诸多非线性时间序列分析方法应用于结构损伤识别领域,其中递归图是一种先进的非线性时间序列分析方法,能够直观反映动力学系统相空间流形,揭示系统动力学特征。当结构动力参数发生改变后,其包含动力参数改变的动力响应也会发生变化,通过对各损伤工况的动力响应做递归图和递归量化分析,以递归量化测度的递归率指标和TT指标能够有效地识别结构的参数变化。本文以土木工程结构中的钢筋混凝土梁的振动响应为分析对象,运用递归图和递归量化分析方法展开结构非线性损伤识别的研究。具有研究内容如下:一、本文首先以单自由度的弹簧振子(Duffing振子)的自由振动进行数值分析,通过改变弹簧振子的刚度、阻尼系数和非线性系数等动力参数,将得到的动力响应建立递归图并做递归量化分析,总结出递归量化测度与动力参数变化的数值关系,确定了递归率和TT指标作为结构损伤指标的理论基础。二、建立一个单自由度余弦式呼吸裂缝悬臂梁的数值模型,通过改变悬臂梁裂缝的深度α来模拟不同程度的损伤,将不同损伤程度的悬臂梁在脉冲激励作用下的的振动响应建立递归图并做递归量化分析,对比分析了基于递归量化测度的递归率和TT指标识别呼吸裂缝悬臂梁在脉冲激励下的非线性损伤程度的效果。三、以一根钢筋混凝土试验梁在逐级加载过程中受锤击荷载作用的跨中加速度响应为分析对象,建立各损伤工况10锤击激励响应的递归图并作递归量化分析,提取递归量化分析的递归率和TT指标作为损伤指标,对比分析了两个损伤指标对钢筋混凝土梁的损伤识别效果。