基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的桁架結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)是當(dāng)前土木工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，很多學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，也提出了很多方法，相關(guān)的理論和技術(shù)都在不斷的發(fā)展之中。 本文根據(jù)結(jié)構(gòu)損傷前后的動(dòng)力特性的不同，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的魯棒性、容錯(cuò)性和泛化能力，以平面桁架和立體桁架兩種桁架為例，采用三步法確定出結(jié)構(gòu)的損傷位置和損傷程度。主要研究?jī)?nèi)容包括： (1)利用結(jié)構(gòu)損傷前后的模態(tài)參數(shù)(模態(tài)頻率、模態(tài)振型)，構(gòu)造出一系列的損傷指標(biāo)，并對(duì)這些損傷指標(biāo)進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)，研

2、究它們與損傷位置和損傷程度的關(guān)系，為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷識(shí)別不同階段輸入?yún)?shù)的選擇提供依據(jù)。 (2)為了使大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別成為可能，引入了子結(jié)構(gòu)的概念。避免了將結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)一次性輸入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，因?yàn)橄蛄烤S數(shù)太多，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不收斂的現(xiàn)象。并在此基礎(chǔ)上引進(jìn)了多重子結(jié)構(gòu)的概念。在識(shí)別出損傷桿件在某一子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)結(jié)構(gòu)特性，再將損傷的子結(jié)構(gòu)細(xì)分為不同的子結(jié)構(gòu)，從而使損傷的范圍進(jìn)一步縮小。 (3)運(yùn)用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的桁架結(jié)

3、構(gòu)多重?fù)p傷識(shí)別方法，把損傷識(shí)別分為三步，首先將桿件損傷引起的標(biāo)準(zhǔn)化的頻率變化率及標(biāo)準(zhǔn)化的頻率變化比分別輸入概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行損傷桿件所在子結(jié)構(gòu)的判定，并對(duì)兩種指標(biāo)輸出結(jié)果進(jìn)行對(duì)比；然后將桿件損傷引起的歸一化的損傷信號(hào)指標(biāo)和組合損傷指標(biāo)分別輸入徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行損傷桿件所在具體位置(編號(hào))的判定，同時(shí)對(duì)這兩種指標(biāo)輸出結(jié)果進(jìn)行對(duì)比；最后，將定位出的損傷桿件引起的頻率平方的變化比輸入徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行損傷程度評(píng)估。運(yùn)用三步定位和定量法進(jìn)行