基于自由響應(yīng)信號(hào)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)在其服役期間，由于自然災(zāi)害以及環(huán)境腐蝕等原因，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的損傷。若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別可以快速而準(zhǔn)確的判別結(jié)構(gòu)損傷與否、損傷的位置、損傷的程度，從而能夠及時(shí)地采取有效的措施避免災(zāi)難的發(fā)生，保證工程結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行。因此，結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究具有重要的意義。本文利用自由響應(yīng)信號(hào)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究，主要內(nèi)容如下:
　　 (1)綜述了基于振動(dòng)響應(yīng)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，指出其應(yīng)用范圍和

2、存在的問(wèn)題。
　　 (2)簡(jiǎn)述了隨機(jī)減量技術(shù)、時(shí)間序列分析以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本理論。
　　 (3)針對(duì)激勵(lì)信息難以測(cè)量的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)，本文提出了基于自由響應(yīng)信號(hào)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法。采用隨機(jī)減量技術(shù)從結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)信號(hào)中提取自由響應(yīng)信號(hào)，利用時(shí)間序列模型中的AR模型對(duì)結(jié)構(gòu)的自由響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模，根據(jù)模型參數(shù)變化判別結(jié)構(gòu)損傷與否;若存在損傷，提取結(jié)構(gòu)損傷前后AR模型的前4階模型參數(shù)差，并組合作為結(jié)構(gòu)的損傷特征向

3、量，輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行損傷定位;利用結(jié)構(gòu)損傷前后的模型參數(shù)之間的歐式距離作為損傷特征向量，輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定損傷程度。
　　 (4)分別采用不同幅值的白噪聲激勵(lì)對(duì)海洋平臺(tái)模型單個(gè)構(gòu)件損傷和兩個(gè)構(gòu)件損傷進(jìn)行了損傷識(shí)別的數(shù)值模擬。結(jié)果表明，白噪聲激勵(lì)幅值的變化對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別基本沒(méi)有影響。
　　 (5)為考慮測(cè)量噪聲的影響，不同程度的高斯噪聲疊加到加速度響應(yīng)信號(hào)中。結(jié)果表明，當(dāng)噪聲程度不超過(guò)5％時(shí)，對(duì)于單個(gè)構(gòu)件損傷可以準(zhǔn)確