温度对大型桥梁模态频率的影响研究
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第33卷 第7期2011年7月
武 汉 理 工 大 学 学 报
JOURNALOF WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY
Vol.33 No.7
ul.2011 Jy
:/DOI10.3963.issn.16714431.2011.07.021-j
温度对大型桥梁模态频率的影响研究
张 通
()三门峡市公路局,三门峡472000
摘 要:在桥梁的长期监测中,寻找一种直观、准确、具有可操 为了分析温度对大型桥梁模态频率的影响程度及规律,作性的方法,以预测、滤除温度对模态频率的影响。以桥梁结构的温度及温差分布作为输入矢量,以模态频率作为输出矢量,建立了基于单截面温度分布和多截面温度分布的两个B进行拟合及预测效果的对比分析。结果P神经网络模型,发现,两模型均对模态频率进行了较好地预测、拟合,具有较强的泛化能力。基于多测面温度分布的神经网络模型,预测效果更好,平均相对偏差仅略大于千分之一。因此,温度分布、变化对桥梁模态频率有显著影响,BP神经网络模型能较预测频率随温度的变化,温度沿桥梁纵向分布的差异对模态频率的影响不可忽略。好地拟合、
关键词: 桥梁; 温度; 神经网络; 模态频率; 健康监测中图分类号:446.2 U
文献标识码: A
()文章编号:16714431201107009407---
EffectsofTemeratureonModalFreuenciesofLareBride pqgg
ZHANG Tong
(,)HihwaBureauofSanmenxiaCitSanmenxia472000,China gyy
:,,Abstractnordertoanalzetheeffectsandreularitofmodalfreuenciesduetotemeraturechanesandfindout I ygyqpg
,,directiveaccurateandoerativemethodtoandfilterthiseffectinthelonterm monitorinofbridesthisaredicta pgggpp -,erdesinstwoBPneutralnetworkmodelsinwhichtemeraturesofbridestructureandfreuenciesaretakenasinut pgpgqp,andoututelementsresectivel.Thetwomodelsareresectivelbasedonsinlesectionandmultisectionelements ppypyg ,temeraturedistributiontocontrastivelanalzetheirfittinandeffects.Itisfoundthatthetwomodelsallrediction pyygp accuratelredicterformance.Theredictandfitthemodalfreuenciesandhavebetterexandinbettereffectofthe ypppqpg ,networkmodelcanbeobtainedbasedonthemultisectiontemeraturedistributiontherelativeerrorisonlmoreneutral py than0.1%.Thedistributionandchanesoftemeraturehaveobviouseffectsonmodalfreuenciesofbride.BPneutral gpqgmodelscanaccuratelfitandredictthechanesoffreuenciesalonwithtemeraturechanes.Theinfluencenetwork ypgqgpg onmodalfreuenciesbthedistinctionoftemeraturelonitudinaldistributionalonthebridecannotbeinored. qypgggg
:;;;;Kewordsridetemeraturertificialneuralnetworksodalfreuencealthmonitorin b a m h gpqygy
模态频率是结构振动控制、状态监测及健康评价等研究和应用中最常用的动力学参数。大型桥梁的结构形式、边界条件、材料构成都极其复杂。由实测数据,利用自然环境激励下的系统响应模态参数辨识得到的模态频率不仅与系统自身的刚度、质量等参数有关,同时还会受到温度、车辆载荷以及风等环境因素的影
]13-
。大量研究表明,响[温度是其中最主要的影响因素,正常温度变化引起的模态频率波动可以淹没结构轻]49-
。如何预测、微损伤所引起的频率变化,甚至可以造成对结构动力学性质的误解[消除温度影响是桥梁模]111-
。态参数识别与应用中的一个重要问题,近些年来引起了一些研究者的关注[
收稿日期:20110413.--
)基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(50538020.
:(),,:作者简介张 通1977E-mailzhantonok@163.com-男博士.gg
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本文编号:66821
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