水工結構動力檢測的傳感器優(yōu)化布置與損傷識別方法研究.pdf

1、水工建筑物的安全監(jiān)測與損傷識別是當代水利工作者的熱點研究課題，水工建筑物的安全性、可靠性對社會穩(wěn)定和經濟的發(fā)展產生重要的影響，是關乎國家安定、社會和諧的頭等大事。正確評定結構的實際性態(tài)和對建筑物進行有效的診斷，是結構可靠工作的基本前提。傳感器的優(yōu)化布置問題是水工建筑物運營狀態(tài)安全監(jiān)測和損傷識別首要解決的關鍵技術，將有限的傳感器布置于合適的位置，最大限度的發(fā)揮傳感器的作用，將提高模態(tài)參數的拾取精度。本文針對傳感器優(yōu)化布置問題，在以下幾個方

2、面開展了研究工作。
　　 (一)加速度傳感器優(yōu)化布置方法研究。針對傳統(tǒng)優(yōu)化方法的不足，綜合測量向量正交性和模態(tài)動能的要求，提出了改進MAC準則。在改進MAC準則基礎上，提出了以模態(tài)矩陣列主元QR分解結果作為初始測點，以整數編碼遺傳算法補充測點的QR-GA法。最后，采用有效獨立法(EI)、基于列主元QR分解的MAC法、有效獨立-驅動點殘差法和本文提出的QR-GA法對某泵站廠房的牛腿柱進行傳感器優(yōu)化布置。分別采用MAC準則、改進MA

3、C準則、抗噪性能最優(yōu)準則和振型條件數對這四種方法進行對比分析，結果表明QR-GA法較其它三種傳統(tǒng)方法具有明顯的優(yōu)越性。
　　 (二)應變傳感器優(yōu)化布置方法研究。在應變模態(tài)保證準則的基礎上提出了應變能量模態(tài)保證準則SEMAC。該準則綜合了應變模態(tài)向量正交性和能量的要求，解決了結構動態(tài)特性提取與模態(tài)參數識別的矛盾。最后，采用本文提出的QR-GA方法對拉西瓦拱壩模型進行了應變傳感器優(yōu)化布置，結果表明本文所提出的準則和方法能夠有效的配置