基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的斜拉橋損傷識別方法研究.pdf

1、我國橋梁數(shù)量日益增多，橋梁的健康監(jiān)測變得越來越重要，而有效快速的識別橋梁結(jié)構(gòu)可能發(fā)生損傷的位置和程度變得尤為重要。小波分析被譽為分析信號的數(shù)學(xué)顯微鏡，具有優(yōu)良的時間和頻率局部化特征。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信號處理方面具有良好的自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力，并且具有高度的非線性映射能力。因此，結(jié)合兩者的優(yōu)點，通過小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有效地識別斜拉橋主梁的損傷位置和損傷程度，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。論文以斜拉橋損傷識別為研究課題，取得了如下主要成

2、果：
　　本文通過對斜拉橋進行有限元分析，將提取的模態(tài)參數(shù)進行連續(xù)小波變換得到結(jié)構(gòu)的小波系數(shù)圖，由小波系數(shù)模極大值點確定損傷位置。以含損傷斜拉橋的前四階固有頻率作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入?yún)?shù)構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，經(jīng)過樣本數(shù)據(jù)的訓(xùn)練與測試，從而實現(xiàn)對斜拉橋損傷程度的識別。給出了斜拉橋損傷識別的原理，建立了一種識別斜拉橋損傷位置和損傷程度的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。
　　通過對單塔斜拉橋含單損傷和多損傷分別進行研究，在運用有限元分析提取其轉(zhuǎn)角和曲率模

3、態(tài)參數(shù)的基礎(chǔ)上，對模態(tài)參數(shù)進行連續(xù)小波變換，根據(jù)小波系數(shù)圖中的模極大值點來識別損傷位置。利用有限元計算分析獲得含損傷單塔斜拉橋的前四階固有頻率，對兩種不同損傷工況分別構(gòu)造了損傷程度為20％、30%、40%和18%、28%、38%的訓(xùn)練樣本，通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)計算分析，樣本數(shù)據(jù)訓(xùn)練和測試結(jié)果誤差均在5%以內(nèi)。
　　本文研究了雙塔斜拉橋含單損傷和多損傷的識別問題，通過建立含損傷的雙塔斜拉橋有限元模型，對其動力特性進行有限元分析