基于自由響應信號與神經(jīng)網(wǎng)絡的結構損傷識別研究.pdf

1、工程結構在其服役期間，由于自然災害以及環(huán)境腐蝕等原因，會導致結構發(fā)生不同程度的損傷。若不及時發(fā)現(xiàn)，可能會導致災難性的后果。結構損傷識別可以快速而準確的判別結構損傷與否、損傷的位置、損傷的程度，從而能夠及時地采取有效的措施避免災難的發(fā)生，保證工程結構的安全運行。因此，結構損傷識別研究具有重要的意義。本文利用自由響應信號與神經(jīng)網(wǎng)絡進行結構損傷識別研究，主要內容如下:
　　 (1)綜述了基于振動響應的結構損傷識別方法，指出其應用范圍和

2、存在的問題。
　　 (2)簡述了隨機減量技術、時間序列分析以及神經(jīng)網(wǎng)絡的基本理論。
　　 (3)針對激勵信息難以測量的大型復雜結構，本文提出了基于自由響應信號與神經(jīng)網(wǎng)絡的結構損傷識別方法。采用隨機減量技術從結構的加速度響應信號中提取自由響應信號，利用時間序列模型中的AR模型對結構的自由響應信號進行動態(tài)建模，根據(jù)模型參數(shù)變化判別結構損傷與否;若存在損傷，提取結構損傷前后AR模型的前4階模型參數(shù)差，并組合作為結構的損傷特征向

3、量，輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行損傷定位;利用結構損傷前后的模型參數(shù)之間的歐式距離作為損傷特征向量，輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡確定損傷程度。
　　 (4)分別采用不同幅值的白噪聲激勵對海洋平臺模型單個構件損傷和兩個構件損傷進行了損傷識別的數(shù)值模擬。結果表明，白噪聲激勵幅值的變化對結構損傷識別基本沒有影響。
　　 (5)為考慮測量噪聲的影響，不同程度的高斯噪聲疊加到加速度響應信號中。結果表明，當噪聲程度不超過5％時，對于單個構件損傷可以準確