基于模態(tài)分析理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的橋梁損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于模態(tài)分析理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的橋梁損傷識(shí)別方法研究姓名：張治國(guó)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：道路與鐵道工程指導(dǎo)教師：張謝東20050301武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)工程上最常見(jiàn)的矩形梁進(jìn)行了損傷識(shí)別，結(jié)果令人滿(mǎn)意。最后，根據(jù)云陽(yáng)長(zhǎng)江公路大橋設(shè)計(jì)、施工資料，對(duì)該橋進(jìn)行了有限元建模與動(dòng)力分析。考慮了橋梁結(jié)構(gòu)單構(gòu)件損傷、兩個(gè)構(gòu)件損傷、三個(gè)構(gòu)件損傷三類(lèi)損傷工況，分別采用了模態(tài)頻率、位移振型模態(tài)、曲率模態(tài)三種指標(biāo)作為神經(jīng)網(wǎng)

2、絡(luò)的輸入?yún)?shù)，采集各損傷狀態(tài)下的樣本數(shù)據(jù)，共建立9個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了橋梁損傷識(shí)別的研究。研究表明基于振動(dòng)模態(tài)分析理論和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的橋梁損傷識(shí)別方法可用于識(shí)別橋梁結(jié)構(gòu)損傷位置和損傷程度。該方法具有廣闊的應(yīng)用前景，對(duì)于預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀況將具有十分重要的意義，同時(shí)，該方法具有簡(jiǎn)便、快速、無(wú)損的優(yōu)點(diǎn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在這一部分的研究中，鑒于用振動(dòng)模態(tài)構(gòu)造的損傷標(biāo)識(shí)量往往需要求解復(fù)雜的數(shù)學(xué)反演問(wèn)題，然而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以其優(yōu)

3、異的非線(xiàn)性映射能力可以將逆問(wèn)題正問(wèn)題化，因此本文提出將振動(dòng)模態(tài)分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，以振動(dòng)模態(tài)構(gòu)造的損傷標(biāo)識(shí)量作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別輸入的特征參數(shù)，從而進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)。值得一提的是，為方便統(tǒng)計(jì)，并說(shuō)明識(shí)別效果，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際輸出特點(diǎn)，作者定義了兩個(gè)名詞：“真分量”“偽分量”，并嘗試性地對(duì)損傷位置識(shí)別與損傷程度識(shí)別提出了統(tǒng)一的判斷標(biāo)準(zhǔn)，即以損傷位置識(shí)別正確率旯、損傷程度識(shí)別精確度r／、總體正確率f、平方和誤差E為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢驗(yàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別