移動荷載作用下梁型結(jié)構(gòu)健康診斷方法研究.pdf

1、梁型結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個方面，尤其是橋梁。橋梁作為交通運輸?shù)闹匾M成部分，是一個國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點，同時也是經(jīng)濟發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步的象征。近些年來，梁型結(jié)構(gòu)的健康診斷技術(shù)已經(jīng)成為工程界的研究熱點，健康診斷系統(tǒng)及其理論研究也取得了很大進(jìn)展。但是由于健康診斷系統(tǒng)本身的多學(xué)科交叉性、大型梁型結(jié)構(gòu)及其環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性，使得梁型結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測系統(tǒng)的許多關(guān)鍵技術(shù)從理論到實際應(yīng)用還存在許多不足。
　　本文采用理論與試驗相結(jié)合的方法

2、，針對梁型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測過程中的一些關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了研究。在基于結(jié)構(gòu)振動特性的損傷識別技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用了信息理論、信號處理、時頻分析、統(tǒng)計分析等領(lǐng)域內(nèi)的先進(jìn)方法，對梁型結(jié)構(gòu)損傷識別的信號處理、特征參數(shù)識別等方面進(jìn)行了探索。論文的主要工作內(nèi)容體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　(1)針對交通荷載的移動特性，通過研究和實踐提出了用移動荷載作用于梁型結(jié)構(gòu)上，對其產(chǎn)生的振動響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。當(dāng)移動荷載作用于梁型結(jié)構(gòu)上時，損傷引起的振動響應(yīng)數(shù)據(jù)特征

3、參數(shù)的變化將被放大，可以提高損傷檢測特征參數(shù)的提取精度。
　　(2)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測過程中獲得的觀測數(shù)據(jù)具有非線性、非平穩(wěn)等復(fù)雜性，樣本熵可以有效地表征信號的復(fù)雜性，估計信號的非線性程度，本文提出了使用樣本熵來提取結(jié)構(gòu)損傷信息，并且使用經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸饧吧窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)對該方法進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)。
　　(3)當(dāng)移動荷載作用于有損傷的結(jié)構(gòu)上時，產(chǎn)生的振動信號是非平穩(wěn)信號，橋梁損傷結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)的統(tǒng)計量將隨著時間和載荷而變化。本文提出了梁型結(jié)

4、構(gòu)損傷分析的時頻分析方法，并對時頻分析中的交叉項問題進(jìn)行了討論，分析了抑制交叉項干擾的方法，并結(jié)合信息熵、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識別。
　　(4)信號的高階統(tǒng)計量具有良好的非高斯、非平穩(wěn)信號處理能力，本文提出了損傷結(jié)構(gòu)振動信號的高階譜分析方法。由于高階譜分析結(jié)果為二維甚至更高維的，包含的信息量大，因此本文提出了雙譜的有效值熵分析方法，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式識別能力進(jìn)行結(jié)構(gòu)的損傷識別。
　　(5)為充分挖掘高階譜分析結(jié)果中所包含的結(jié)