收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究

谭林  
【摘要】:结构损伤识别是结构健康监测系统的一个重要组成部分,也是目前结构健康监测领域的一个研究热点和难点。在传统的损伤识别方法中,结构损伤可根据确定性结构模型和静动力响应测试数据进行识别,识别结果是确定性的。然而,结构建造和运营以及结构响应的测试往往受到许多不确定因素的影响,导致结构参数和测试参数均具有一定的随机性,这会使结构损伤识别结果出现概率意义下的偏差,产生损伤误判等现象,严重影响损伤识别结果的可靠性。在识别结果可靠性过低的情况下,损伤识别方法会因失去对结构损伤的辨识能力而不再具有实际意义。 本文在这一方面作一尝试,在结构可靠度理论和损伤识别动力指纹法辨识原理的基础上,开展基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究。本文的主要工作包括: (1)扼要介绍了结构健康监测系统的概念和组成,以及结构损伤识别方法。系统介绍了结构损伤识别的动力指纹法,包括动力指纹法的识别原理和各种动力指纹的优缺点等。对结构损伤识别中的概率分析方法进行了全面的综述。 (2)详细介绍了结构可靠度的基本概念,如可靠性、可靠度、极限状态、功能函数、失效概率及可靠指标等,以及常用的结构可靠度计算方法,包括一次二阶矩法、JC法、正态随机变量相关时的可靠度计算方法、响应面法以及蒙特卡罗法等,并讨论了各种方法的优缺点。 (3)介绍了平均曲率模态差损伤因子、平均模态应变能变化率和柔度差曲率损伤因子三种动力指纹的计算方法。系统给出了基于动力指纹的结构损伤识别确定性方法,重点提出了基于有限元法和样条拟合技术的损伤程度与动力指纹关系的确定方法,以及基于动力指纹的结构多处损伤程度确定性识别迭代算法。通过一简支梁桥数值算例,检验了所提出方法的正确性和实用性。 (4)在考虑测试参数和结构参数变异的情况下,明确给出了结构损伤识别可靠度的严格定义。在此基础上,结合响应面法、蒙特卡罗法等结构可靠度分析方法,以及确定性结构损伤识别动力指纹法,系统提出了一套基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法,包括结构损伤识别可靠度的计算方法以及基于可靠度的结构损伤识别方法两方面,并编制了相应的计算程序。从概率分析的角度提出了动力指纹抗噪性评价和随机参数敏感性分析的新思路。以简支梁桥为例,利用所提出的方法对结构进行了全面的损伤识别统计分析,基于不同的动力指纹获得了损伤程度、损伤识别可靠度、损伤识别精度以及参数噪声水平等因素之间的相互影响规律,并对所研究的动力指纹的抗噪性能以及各种随机参数对损伤识别结果的敏感性进行了分析,检验了所提出的结构损伤识别可靠度方法的正确性和实用性,并得到了有价值的结论。 (5)介绍了大跨度拱桥结构损伤的特点及其原因。采用本文提出的基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法,对主跨428m的大跨度拱桥的主跨拱肋损伤识别进行了全面的概率分析。在噪声环境下,计算得到了在给定损伤精度情况下的主跨拱肋损伤识别可靠度,以及在给定损伤识别可靠度情况下的主跨拱肋损伤识别结果分布区间,检验了所提出方法在工程应用方面的有效性。在此基础上,还对大桥主跨拱肋和主跨桥面两个部位的动力指纹的识别能力进行了评价。 本文的主要创新点包括: (1)提出了基于有限元法和样条拟合技术的损伤程度与动力指纹关系的确定方法,以及基于动力指纹的结构多处损伤程度确定性识别迭代算法。 (2)提出了噪声环境下结构损伤识别可靠度的概念,并给出了明确的定义。在响应面法、蒙特卡罗法等结构可靠度分析方法的基础上,以确定性结构损伤识别动力指纹法作为构造响应面函数的具体实现工具,系统提出了基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法。 (3)从概率分析的角度,提出了动力指纹抗噪性评价和随机参数敏感性分析的新思路,更加客观地评价了各种动力指纹的识别能力和各种参数噪声对识别结果的影响程度。


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 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
2 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
3 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
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 白羽;梁、板、网架结构损伤诊断研究[D];昆明理工大学;2008年
6 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
7 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
8 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
9 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
10 张清华;基于概率可靠度的结构损伤识别理论研究及应用[D];西南交通大学;2006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
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 记者 潘治;基因指纹法则 有助癌症治疗[N];新华每日电讯;2002年
2 记者杨满;中药材光谱法快速检测系统通过验收[N];中国中医药报;2003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