智能結(jié)構(gòu)及其健康檢測(cè)與監(jiān)測(cè).pdf

1、近年來,由于新材料技術(shù)、信息技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展及其與其他傳統(tǒng)行業(yè)的逐步結(jié)合,高科技正迅速滲透到包括土木工程在內(nèi)的各個(gè)行業(yè)之中,具有仿人智能功能和生命特征的土木工程結(jié)構(gòu)正在一步一步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí).對(duì)在役結(jié)構(gòu)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、損傷檢測(cè)、健康診斷、安全評(píng)估和災(zāi)難預(yù)警,將有利于從根本上消除隱患,并避免災(zāi)難性事故的發(fā)生.智能結(jié)構(gòu)及其健康診斷成為近年來業(yè)內(nèi)人士的研究熱點(diǎn),而且已經(jīng)成為各國政府、科研機(jī)構(gòu)和專家學(xué)者的投資熱點(diǎn)和研究熱點(diǎn).該文對(duì)智能結(jié)構(gòu)的理

2、論框架及其健康狀態(tài)的檢測(cè)與監(jiān)測(cè)進(jìn)行了一些探索和研究.首先針對(duì)智能結(jié)構(gòu)的理論和應(yīng)用研究現(xiàn)狀,明確地闡明了智能結(jié)構(gòu)的定義和概念,全面論述了智能結(jié)構(gòu)構(gòu)成要素;論述了智能結(jié)構(gòu)健康診斷的實(shí)現(xiàn)方式——人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式識(shí)別法;論述了智能結(jié)構(gòu)的研究?jī)?nèi)容,指出了智能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及流程.其次,論述了基于振動(dòng)的結(jié)構(gòu)健康(損傷)檢測(cè)的原理,從力學(xué)反問題的角度出發(fā),論述了智能結(jié)構(gòu)的智能計(jì)算的兩種思路——無幾何模型的計(jì)算智能法和有幾何模型的有限元法.通過對(duì)這兩

3、種計(jì)算路線的比較,提出了一種優(yōu)化的智能結(jié)構(gòu)計(jì)算方案,即充分利用各自的優(yōu)點(diǎn),將有限元和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來應(yīng)用于智能結(jié)構(gòu)中.還介紹了應(yīng)用于工程中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其改進(jìn)方法.最后,提出了具體的智能化算法,基于BP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的診斷方法——分層逐步識(shí)別法.結(jié)合數(shù)值算例,對(duì)一個(gè)兩跨三層框架結(jié)構(gòu),建立BP網(wǎng)絡(luò)模型,對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷位置和損傷程度進(jìn)行了模擬試驗(yàn)及識(shí)別.模擬試驗(yàn)表明恰當(dāng)?shù)纳窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有較好損傷識(shí)別能力,然而對(duì)于損傷