基于小波-人工免疫算法的框架結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究.pdf

1、在建筑結(jié)構(gòu)中框架結(jié)構(gòu)是運(yùn)用比較普遍的一種結(jié)構(gòu)形式，因受自然或人為因素的影響，結(jié)構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)損傷，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全構(gòu)成威脅，當(dāng)損傷積累到一定程度，甚至可能釀成重大的工程事故。故對(duì)框架結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法的研究意義重大。
　　小波分析作為一種新的信號(hào)處理手段，它能在時(shí)頻兩域很好的表征信號(hào)的局部特征，能較好的分析信號(hào)的奇異點(diǎn)位置，因而小波理論已被應(yīng)用到結(jié)構(gòu)的損傷診斷中；人工免疫算法是模仿生物免疫系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制而建立的一種學(xué)習(xí)、優(yōu)化的人工智能算法

2、，人工免疫算法具有優(yōu)越的全局搜索能力,可進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷程度的識(shí)別。本文將這兩者的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，提出了小波-人工免疫算法的概念，建立了一種既能識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷位置又能確定損傷程度的小波-人工免疫算法，即通過將小波分析與人工免疫算法相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)框架結(jié)構(gòu)的損傷位置和損傷程度的識(shí)別。
　　以含損傷的框架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，采用本文提出的小波-人工免疫算法，建立框架結(jié)構(gòu)有限元模型，采用Lanczos法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得到含損傷框架結(jié)構(gòu)

3、的模態(tài)參數(shù)，運(yùn)用小波分析方法對(duì)結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行連續(xù)小波變換得到小波系數(shù)圖，通過圖形中的奇異點(diǎn)來識(shí)別框架結(jié)構(gòu)損傷的位置。然后，以基于結(jié)構(gòu)的頻率和模態(tài)振型建立的目標(biāo)函數(shù)為抗原，以小波識(shí)別出的損傷單元的損傷程度(即問題的解)作為抗體，運(yùn)用人工免疫算法進(jìn)行全局尋優(yōu)的迭代計(jì)算，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷程度的識(shí)別。
　　本文建立了一層一跨多損傷（兩處損傷和三處損傷）和一層兩跨多損傷（三處損傷和四處損傷）框架結(jié)構(gòu)的有限元模型，設(shè)置多種工況進(jìn)行數(shù)值