智能結構及其健康檢測與監(jiān)測.pdf

1、近年來,由于新材料技術、信息技術及計算機技術的快速發(fā)展及其與其他傳統(tǒng)行業(yè)的逐步結合,高科技正迅速滲透到包括土木工程在內的各個行業(yè)之中,具有仿人智能功能和生命特征的土木工程結構正在一步一步變?yōu)楝F實.對在役結構進行狀態(tài)監(jiān)測、損傷檢測、健康診斷、安全評估和災難預警,將有利于從根本上消除隱患,并避免災難性事故的發(fā)生.智能結構及其健康診斷成為近年來業(yè)內人士的研究熱點,而且已經成為各國政府、科研機構和專家學者的投資熱點和研究熱點.該文對智能結構的理

2、論框架及其健康狀態(tài)的檢測與監(jiān)測進行了一些探索和研究.首先針對智能結構的理論和應用研究現狀,明確地闡明了智能結構的定義和概念,全面論述了智能結構構成要素;論述了智能結構健康診斷的實現方式——人工神經網絡的模式識別法;論述了智能結構的研究內容,指出了智能結構的設計特點及流程.其次,論述了基于振動的結構健康(損傷)檢測的原理,從力學反問題的角度出發(fā),論述了智能結構的智能計算的兩種思路——無幾何模型的計算智能法和有幾何模型的有限元法.通過對這兩

3、種計算路線的比較,提出了一種優(yōu)化的智能結構計算方案,即充分利用各自的優(yōu)點,將有限元和神經網絡結合起來應用于智能結構中.還介紹了應用于工程中的人工神經網絡的原理和網絡結構設計及其改進方法.最后,提出了具體的智能化算法,基于BP網絡的結構健康狀態(tài)的診斷方法——分層逐步識別法.結合數值算例,對一個兩跨三層框架結構,建立BP網絡模型,對結構的損傷位置和損傷程度進行了模擬試驗及識別.模擬試驗表明恰當的神經網絡模型具有較好損傷識別能力,然而對于損傷