三維網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)生成及其在橋梁裂紋診斷中的應(yīng)用.pdf

1、隨著橋梁建筑等突發(fā)事故的日益增多，人們迫切需要提高橋梁的可靠性和安全性。而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和故障診斷，可以實(shí)時(shí)了解橋梁的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障和故障的位置，以及故障對(duì)橋梁損傷的程度，這對(duì)及時(shí)維修橋梁結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)橋梁的壽命，避免災(zāi)難性事故的發(fā)生具有重要的意義。通過網(wǎng)格劃分和模態(tài)分析能夠?qū)蛄汗收线M(jìn)行分析和診斷。網(wǎng)格劃分的質(zhì)量決定了有限元分析能否收斂及計(jì)算的精度；模態(tài)分析是橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的一種重要手段，它需要的損傷指標(biāo)數(shù)據(jù)直接或間接地

2、來源于有限元分析的結(jié)果，因而高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分是成功進(jìn)行模態(tài)分析的基礎(chǔ)，而模態(tài)分析是橋梁裂紋損傷檢測(cè)的一種重要方法。
　　 目前關(guān)于網(wǎng)格劃分的算法中，應(yīng)用最為廣泛的是Delaunay算法。因?yàn)樗哂斜容^完善的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)及其判斷準(zhǔn)則，靈活性好，容易控制，其應(yīng)用能夠從二維問題擴(kuò)展到三維問題，具有其它算法不可比擬的優(yōu)越之處。
　　 模態(tài)分析作為結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的一種重要手段，已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。模態(tài)是結(jié)構(gòu)固有的振動(dòng)特性，每一個(gè)

3、模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。當(dāng)橋梁產(chǎn)生裂紋后，材料的剛度下降，會(huì)引起橋梁模態(tài)參數(shù)的變化。因此可以利用損傷發(fā)生前后模態(tài)參數(shù)的變化來對(duì)橋梁裂紋損傷診斷。
　　 本課題主要針對(duì)上述兩個(gè)方面展開討論和研究的，其主要內(nèi)容如下：
　　 1、對(duì)面向橋梁應(yīng)用的三維網(wǎng)格劃分Delaunay算法進(jìn)行了研究。首先講述了Delaunay算法的原理、實(shí)現(xiàn)方法、局限性，然后針對(duì)橋梁應(yīng)用，為其搭建模型，為了使得出的數(shù)據(jù)能更好的反映橋梁模

4、型的真實(shí)狀態(tài)，本文將一種簡(jiǎn)單的基于力平衡的網(wǎng)格質(zhì)量?jī)?yōu)化算法應(yīng)用在橋梁模型上。此算法利用力的平衡和距離函數(shù)尋找節(jié)點(diǎn)位置，用Delaunay算法重置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不僅實(shí)現(xiàn)了橋梁模型的網(wǎng)格劃分，而且提高了網(wǎng)格質(zhì)量，保證了結(jié)果的收斂，為橋梁的模態(tài)分析奠定了基礎(chǔ)。
　　 2、研究了將損傷指標(biāo)法和計(jì)算智能法相結(jié)合，基于固有頻率和曲率模態(tài)比值，用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)橋梁進(jìn)行裂紋損傷識(shí)別的方法。此方法以帶有多處損傷和無損傷的懸臂梁為研究對(duì)象，在網(wǎng)格劃分之