結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的傳感器優(yōu)化配置研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于航空航天、土木工程、海洋平臺(tái)等大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)中?；谡駝?dòng)的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析法在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,而傳感器布設(shè)的位置與數(shù)量則對(duì)試驗(yàn)結(jié)果起著至關(guān)重要的影響,它是提取有效損傷信息的重要保障。如何將有限的傳感器布設(shè)在結(jié)構(gòu)的合理位置以更好地獲取結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)信息是本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　 本文對(duì)遺傳算法和模擬退火算法進(jìn)行改進(jìn),構(gòu)造了自適應(yīng)模擬退火遺傳算法。以應(yīng)變模態(tài)準(zhǔn)則為優(yōu)化原則,以某型戰(zhàn)斗機(jī)

2、的復(fù)合材料機(jī)翼盒段模型為研究對(duì)象,開展了傳感器優(yōu)化配置的研究工作。
　　 所做的工作如下:
　　 首先,闡述了基于振動(dòng)的模態(tài)分析基本理論,分析了位移模態(tài)和應(yīng)變模態(tài),得出應(yīng)變模態(tài)比位移模態(tài)更能反映結(jié)構(gòu)的微小變化信息的結(jié)論,因此構(gòu)造了應(yīng)變模態(tài)保證準(zhǔn)則;
　　 其次,介紹了遺傳算法和模擬退火算法,針對(duì)兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法和模擬退火算法進(jìn)行改進(jìn),提出了自適應(yīng)模擬退火遺傳算法。文中詳細(xì)介紹了算法實(shí)現(xiàn)的原理和步驟

3、,并算例驗(yàn)證了該算法的有效性;
　　 再次,用有限元軟件ANSYS構(gòu)建了能夠充分體現(xiàn)機(jī)翼盒段結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)形的有限元模型,對(duì)模型進(jìn)行模態(tài)分析,獲得了結(jié)構(gòu)的應(yīng)變模態(tài)矩陣和位移模態(tài)矩陣;
　　 最后,在MATI_,AB環(huán)境下,分別基于應(yīng)變模態(tài)準(zhǔn)則和位移模態(tài)準(zhǔn)則,應(yīng)用本文所提出的自適應(yīng)模擬退火遺傳算法進(jìn)行機(jī)翼盒段的傳感器優(yōu)化配置,得到了滿足設(shè)計(jì)要求的優(yōu)化結(jié)果。此外,利用GUI技術(shù)開發(fā)了用于大中型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)中的傳感器數(shù)目與位置