基于應(yīng)變模態(tài)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法研究.pdf

1、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一,它具有剛度大、自重輕、受力合理、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于工業(yè)和民用建筑當(dāng)中。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日益廣泛應(yīng)用的同時(shí),損傷、老化等現(xiàn)象不可避免,嚴(yán)重的甚至引起倒塌。為了及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全隱患,減少盲目維修所消耗的大筆資金,對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)變得十分重要。本文對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的損傷位置、損傷程度判定問題進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究;另外,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是具有眾多桿件的復(fù)雜結(jié)構(gòu),自由度巨大,測(cè)試所得結(jié)構(gòu)振動(dòng)信號(hào)容易出

2、現(xiàn)重頻率、近模態(tài)問題,且振動(dòng)信號(hào)的激振位置直接關(guān)系著損傷信息的強(qiáng)弱,所以為了解決動(dòng)測(cè)試驗(yàn)中網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的重模態(tài)、近頻率問題,本文還對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)測(cè)試中的單點(diǎn)最優(yōu)激勵(lì)位置做了一些探索。
　　 概括起來,本文主要的研究成果如下:
　　 1)找到了一套基于應(yīng)變模態(tài)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿單元損傷位置和損傷程度較有效的綜合診斷方法。即利用桿單元軸向應(yīng)變模態(tài)差作為損傷識(shí)別指標(biāo)進(jìn)行損傷位置識(shí)別,并利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行損傷程度的判定。然

3、后以一個(gè)正放四角錐網(wǎng)架和一個(gè)蜂窩形三角錐網(wǎng)架作為算例,借助有限元軟件ANSYS進(jìn)行數(shù)值模擬,并用MATLAB軟件編程進(jìn)行損傷位置和損傷程度的判定。結(jié)果表明該方法可以較準(zhǔn)確地判斷出網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿單元的損傷位置和損傷程度。
　　 2)初步找到了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)單點(diǎn)最優(yōu)激勵(lì)位置。首先推導(dǎo)單點(diǎn)激勵(lì)作用下結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)響應(yīng)的表達(dá)式,然后根據(jù)該表達(dá)式的特點(diǎn)找出最優(yōu)激勵(lì)位置的選取方法,該方法在一定程度上避免網(wǎng)架結(jié)構(gòu)重頻率、近模態(tài)問題,并在此基礎(chǔ)上討論了損傷