基于改進(jìn)PSO算法的梁式結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別.pdf

1、近些年來，建筑倒塌事件時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致人民的生命和國(guó)家的財(cái)產(chǎn)受到損失，其原因在于未能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)損傷并進(jìn)行修補(bǔ)。為了確保結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，需要對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷監(jiān)測(cè)，利用有效的損傷識(shí)別方法獲取損傷信息，對(duì)損傷位置進(jìn)行修補(bǔ)和加固，防止損傷繼續(xù)擴(kuò)大。因此，能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行損傷檢測(cè)意義重大。
　　本文利用粒子群算法進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法易于陷入局部最小的缺陷，設(shè)計(jì)改進(jìn)慣性權(quán)重和改進(jìn)粒子位置變化方式兩種方法。通過五個(gè)用于優(yōu)化問

2、題的測(cè)試函數(shù)的分析結(jié)果表明：改進(jìn)粒子群算法的性能優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法。同時(shí)為了提高識(shí)別的精確度，利用頻率、振型和柔度矩陣建立目標(biāo)函數(shù)。通過對(duì)簡(jiǎn)支梁損傷工況的模擬，對(duì)比分析三種目標(biāo)函數(shù)的靈敏度，可以發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的目標(biāo)函數(shù)對(duì)損傷更加敏感。將頻率以修正系數(shù)的形式加入模態(tài)準(zhǔn)則中，既能考慮頻率的影響，又能防止目標(biāo)函數(shù)值完全由頻率主導(dǎo)。
　　考慮結(jié)構(gòu)單元數(shù)過多時(shí)會(huì)影響計(jì)算精度，利用基于改進(jìn)粒子群算法的分階段識(shí)別方法進(jìn)行檢測(cè)，先計(jì)算單元損傷變量和單

3、元折減剛度系數(shù)兩個(gè)損傷指標(biāo)，再利用D-S證據(jù)理論融合這兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行損傷定位，最后利用改進(jìn)的粒子群算法，對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行修正，同時(shí)準(zhǔn)確定量損傷。通過Matlab軟件，對(duì)簡(jiǎn)支梁有限元進(jìn)行仿真模擬，考察損傷位置、損傷單元數(shù)、損傷程度、噪聲水平等因素對(duì)損傷識(shí)別效果的影響。將多損傷工況下的識(shí)別結(jié)果與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法和傳統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了改進(jìn)算法和改進(jìn)目標(biāo)函數(shù)的有效性。
　　對(duì)鋼筋混凝土矩形截面簡(jiǎn)支梁和工字型鋼梁進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，利