收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于不完备信息土木工程结构损伤识别方法研究

袁旭东  
【摘要】:观测自由度不完整、数据误差以及模型误差是制约结构损伤识别发展与应用的主要因素。有鉴于此,本文利用不完整且存在数据误差的静力观测位移、模态观测振型以及结构固有频率等数据,开展了人工神经网络结构损伤识别方法以及基于有限元模型的损伤识别方法研究,具体研究工作如下: 通过对土木工程结构损伤识别方法的发展现状进行较为详尽的研究与总结,发现观测自由度不完整、观测数据误差以及结构模型误差是制约结构损伤识别领域取得进一步发展的阻碍因素,同时也认识到在观测自由度不完整以及数据不精确的基础上进行结构损伤方法研究是未来土木工程结构损伤识别领域的发展方向。进而确定了本文的研究思路。 由于人工神经网络算法在模式识别等反问题求解方面所具备的突出优点,已逐渐被越来越多的研究者应用于结构损伤识别领域。验证神经网络算法的损伤识别能力关键是网络输入参数的选取,即结构损伤识别指针是否对损伤位置或是损伤程度更为灵敏。本文利用易于实测且精度高的结构模态振型以及低阶固有频率构造出神经网络的组合输入参数。利用改进的动量BP网络对结构进行了损伤位置以及程度识别数值模拟研究。结果表明即使在只获得少量节点振型数据且含有数据误差的情况下网络仍具有较好稳定性和鲁棒性。在一定误差范围内,识别结果受误差影响不大。 静力位移响应可以反映结构刚度矩阵变化,因此识别结构刚度特性最自然、最直接的方法就是基于静力位移观测的方法。此外,考虑到结构低阶固有频率测试精度高且能反映结构整体的动力特性。在已有的研究基础上,本文将部分节点静力观测位移以及结构前几阶固有频率结合起来,构造出结构损伤位置及损伤程度识别的神经网络输入组合参数,利用径向基神经网络算法对结构进行了损伤识别数值模拟研究,着重研究了观测自由度不完整情况下不同数据误差水平对结构损伤识别结果的影响以及选取的频率数量对损伤程度识别结果的影响。识别结果表明,径向基神经网络具有很强的鲁棒性,对损伤位置及损伤程度识别都取得了非常理想结果。以往基于有限元模型修正的损伤识别模型多数是在观测数据完整且不含数据误差的情况下进行结构的损伤识别,当观测数据不完整、数据含有一定噪声时,往往就无法有效识别结构损伤,识别能力受到很大限制,不易在实际的工程结构中应用。 本文依据不完整模态数据(前几阶低阶模态、不完整自由度上的实测振型)并利用模态参与因子构造出完整自由度模态振型,建立了损伤结构系统的非线性控制方程。避免了采用模型缩聚或是扩阶方法所带来的额外误差。在此基础上,


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 余昆;倪海波;唐小兵;;基于神经网络和遗传算法结合的桥梁结构损伤诊断[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2006年02期
2 张立涛;李兆霞;费庆国;;基于加速度时域信息的结构损伤识别方法研究[J];振动与冲击;2007年09期
3 郭惠勇;李正良;彭川;;结构损伤动力识别技术的研究与进展[J];重庆建筑大学学报;2008年01期
4 郭巍;孙建刚;陈光宇;;外激励作用下基于相关应变变化率的薄板损伤研究[J];黑龙江水利科技;2009年03期
5 幸静;孟柯宇;;基于模态参数的结构损伤识别指标综述[J];山西建筑;2010年36期
6 王柏生,丁皓江,倪一清,高赞明;模型参数误差对用神经网络进行结构损伤识别的影响[J];土木工程学报;2000年01期
7 邹大力,屈福政,孙铁兵;基于压缩频响函数的结构损伤识别[J];机械科学与技术;2005年05期
8 李学平;余志武;;基于频响函数的结构损伤识别[J];中外公路;2006年01期
9 胡勇;崔灵珍;秦真;谈怀江;;基于GA-BP和GA-RBF网络的结构损伤识别[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2006年04期
10 王锋;郑玉芳;;基于模态应变能法识别混凝土梁结构损伤的数值及试验研究[J];福州大学学报(自然科学版);2007年05期
11 杨秋伟;;结构损伤的一种两阶段诊断方法[J];机械强度;2008年04期
12 谢开仲;韦立林;李海;;钢管混凝土拱桥健康监测系统研究[J];广西大学学报(自然科学版);2009年02期
13 刘天怡;彭凯;;基于模态柔度相对变化量的结构损伤识别[J];山西建筑;2010年10期
14 信思金,罗裴,梁磊,姜德生,南秋明;基于光纤光栅和BP神经网络的结构损伤识别[J];河南科技大学学报(自然科学版);2005年02期
15 王步宇;;自适应概率神经网络结构损伤检测[J];振动、测试与诊断;2007年01期
16 于繁华;刘寒冰;;基于支持向量机和粒子群算法的结构损伤识别[J];吉林大学学报(工学版);2008年02期
17 李静;;土木工程结构损伤检测的研究概述[J];山西建筑;2009年07期
18 翁光远;王社良;;基于BP神经网络的结构损伤识别方法研究[J];华中科技大学学报(城市科学版);2009年02期
19 王国胜;;小波技术在起重机桁架臂结构损伤识别中的应用[J];建设机械技术与管理;2010年04期
20 危玉蓉;郭少华;;基于神经网络方法的EMI结构损伤识别[J];四川建筑;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵昕;杨文健;;基于连续小波的结构损伤识别及定位方法[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
2 方圣恩;;基于响应面模型修正的结构损伤识别[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
3 徐建立;杨飞宇;;基于声音信号的结构损伤识别方法[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
4 刘海卿;宗虎;;基于小波变换和应变能的在役输电塔结构损伤识别[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
5 宗周红;曹竞;王炜峰;;结合小波包能量和支持向量机的结构损伤识别[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2010年
6 徐训;欧进萍;;基于二次刚度修正的结构损伤识别新方法[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年
7 钟军军;;模型缩聚在结构损伤识别中的应用研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
8 王秋萍;郭迅;王洪星;;损伤部位向量法(DLV)在结构损伤识别中的应用[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
9 何铭华;辛克贵;崔定宇;;桥梁结构损伤识别的ANNs方法[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
10 和飞;叶燎原;;基于振动的结构损伤识别方法综述[A];第二届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐典;结构损伤识别方法与传感器优化布置研究[D];重庆大学;2011年
2 罗旭;基于结构响应向量的桥梁结构损伤识别研究[D];华南理工大学;2012年
3 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
4 方圣恩;基于有限元模型修正的结构损伤识别方法研究[D];中南大学;2010年
5 袁旭东;基于不完备信息土木工程结构损伤识别方法研究[D];大连理工大学;2005年
6 白羽;梁、板、网架结构损伤诊断研究[D];昆明理工大学;2008年
7 童若飞;空间结构模态识别与实测方法研究[D];浙江大学;2011年
8 李晶;基于广义柔度矩阵的结构损伤识别研究[D];吉林大学;2011年
9 郭健;基于小波分析的结构损伤识别方法研究[D];浙江大学;2004年
10 静行;基于独立分量分析的结构模态分析与损伤诊断[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵忠华;基于改进模态参数灵敏度法的结构损伤识别研究[D];重庆大学;2010年
2 高振闯;基于归一化频率变化比和柔度指标的结构损伤识别方法[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 宋仙云;利用测试数据的空间杆系结构损伤识别研究[D];武汉理工大学;2010年
4 陈曦;基于PSO算法的结构损伤精细识别[D];暨南大学;2011年
5 赵常峰;基于应变模态分析理论的工程结构损伤识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 汲生伟;基于柔度矩阵差比值法的梁式结构损伤识别的研究[D];兰州理工大学;2010年
7 夏炎;南京奥体中心体育场空间结构损伤识别初探[D];东南大学;2004年
8 邓旭华;基于小波分析和BP神经网络的结构损伤识别方法研究[D];长沙理工大学;2010年
9 张勇;基于曲率模态变化率指标的结构损伤识别方法研究[D];武汉理工大学;2010年
10 史文海;基于递推随机有限元的随机结构损伤识别方法[D];武汉理工大学;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978