基于FEMU和SVM的桥梁损伤识别研究

发布时间：2021-03-14 20:25

历经几十年的发展,损伤识别的理论和方法日渐成熟,但是目前的损伤识别研究还大多是基于只经过简单修正的有限元模型,模型误差对损伤识别的效果造成较大影响。为此,以某吊拉组合桥模型试验为背景,采用响应面法对初始有限元模型进行修正,并基于修正后的有限元模型用SVM (Support Vector Machine,支持向量机)进行损伤识别研究。主要研究内容如下：1、介绍了国内外损伤识别的研究现状,对其中存在的问题进行总结,并最终选择基于FEMU (Finite Element Model Updating,有限元模型修正)和SVM进行损伤识别研究；2、系统阐述了基于FEMU和SVM损伤识别的基本原理和实现流程,对关键环节所采用的理论方法进行介绍,同时探讨了有限元模型修正的相关问题,提出了相应的处理方法；3、利用ANSYS软件建立该吊拉组合桥的初始有限元模型,基于实测的竖向位移和竖向弯曲频率,采用响应面法,联合两种损伤工况两个加载阶段进行了有限元模型修正,结果表明,修正效果较好,可用于损伤识别研究；4、基于修正后的有限元模型和竖向位移数据,采用SVM方法,进行损伤识别研究,结果表明,损伤识别效果较好。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U446

文章目录

中文摘要

abstract

第1章绪论

1.1 研究意义

1.2 研究现状

1.2.1 有限元模型修正

1.2.2 基于模式识别的损伤识别

1.2.3 基于模型修正和模式识别的损伤识别

1.3 本文研究内容和安排

第2章基于FEMU和SVM的损伤识别理论

2.1 基本原理及实现流程

2.2 试验设计

2.3 参数显著性检验

2.4 响应面模型及其精度检验

2.5 修正后有限元模型的检验

2.6 支持向量机

2.7 有限元模型修正的相关问题

2.7.1 多种损伤工况多个加载阶段的联合修正

2.7.2 目标函数中小数据的特殊处理

2.8 本章小结

第3章吊拉组合桥梁模型试验简介

3.1 结构系统

3.2 传感器布置

3.3 激励方式

3.4 损伤工况

3.5 本章小结

第4章有限元模型修正

4.1 概述

4.1.1 初始有限元模型

4.1.2 实测与初始计算的静动力响应

4.2 初步选取待修正参数

4.3 试验设计

4.4 参数显著性检验

4.5 响应面函数拟合及精度验证

4.5.1 吊索损伤工况MOMO'

4.5.2 梁体损伤工况Z5

4.6 构建目标函数

4.7 模型修正优化算法和修正结果

4.8 模型修正结果对比

4.9 本章小结

第5章静力损伤识别

5.1 识别步骤

5.2 构建样本库

5.3 损伤预警结果

5.4 损伤定位

5.4.1 梁损伤、吊索损伤、斜拉索和梁组合损伤三类识别

5.4.2 梁体损伤定位

5.4.3 吊索损伤定位识别

5.4.4 斜拉索和梁组合损伤定位识别

5.5 损伤识别结果对比

5.6 本章小结

结论及展望

一、结论

二、展望

致谢

参考文献

【参考文献】