基于计算智能的结构损伤识别研究
发布时间：2021-01-02 16:55
在航空航天、机械和土木等领域中,如果能够有效地实现对结构的健康诊断,就可以对结构的安全问题进行早期预警,进而避免安全事故的发生,因此对结构的健康诊断研究意义重大。对于大型复杂结构,传统的无损检测方法,如染色渗透、x射线、Y射线、光干涉、超声波和电磁学检测等都是局部诊断方法,很难对整个结构进行诊断。基于振动的诊断方法是全局诊断方法,对这类方法的研究和应用已经有几十年的历史,但是依然有很多问题需要解决,如测试数据的不完整性,噪声的影响,有限元模型的修正,结构在线诊断等。因此从工程应用的角度出发,研究基于振动的损伤识别技术在复杂结构中的应用是本课题的出发点。按照结构振动测试所获得数据的不同,结构损伤识别方法可以分为基于模态参数的方法、基于频域响应的方法和基于时域响应的方法,本文分别对这三类方法进行了研究。 基于模态参数的损伤识别诊断方法,由于其分析理论完备,数据简单,因此应用最为广泛。但是这种诊断方法,在模型研究和分析方法上没有考虑实际测试误差的影响,因此会产生识别误差。本文为解决该问题,预先考虑到测试误差的影响,构造了基于修正模态参数的诊断模型,从而在一定程度上减小了误差的影响,使基于模态...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
一ZF一16战斗机左尾翼损伤后，通过重构控制系统买现安全看陆Fig.l一ZF一16wihtaafiledle-tfsidesbatiloatr15lnadngisueeessuflylwihthetuseofreeo心gurbaleeonrtol.
问题似ealhtMo址ot血9Bnecmhkarporblme)中的典型结构的损伤监测问题进行了研究。该结构为一座四层2x2钢框架结构，层高住9米，每跨长1，25米，每层有8个侧面斜支撑，见图1一4和1一5所示。激励采用作用于每层y方向的低水平的环境风荷载或作用于顶层中心柱位置的振动荷载。在结构中安置了8个x向加速度传感器和8个y向加速度传感器，以获得结构的实际响应数据。关于该问题的更详细描述可以访问网址hPtt://明，ee.cli姆性砂叹stl.ed侧asec多hm儿nechmark.shtm。利用时间序列分析程序计算结构动力响应，并在仿真过程中允许结构中某些构件发生损伤，如支撑刚度突然全部消失或部分消失。这些损伤造成了加速度的不连续，而这种不连续在加速度曲线中是难以观察的。将得到的加速度响应信号进行离散小波变换，通过分解后高频波形上的突起来判断损伤是否发生和发生的时刻。分析过程将对多个结点加速度进行小波分解，并通过分解后带有突起的结点在整个结构中所处的空间位置来判断损伤的位置。图1一实际框架结构Fig.l一Setel一rfaJ卫esealesurteurte图1一5该框架结构对应的有限元模型Fig.l一5.Digarmaofnaalytiealmodel(2)小波分析与其他方法联合应用此方法多把小波分析作为前置处理手段，可先利用小波变换的消噪性能对原始信号进行除噪
演化代数演化代数()a基于柔度阵子结构的SGA演化过程伪)基于柔度阵子结构的HOMGA演化过程图3一12基于柔度阵的SGA和HOMGA演化过程Fig.3一12SubsrtueUrtaiidentifieationPoreessbasedonfle汕iytllm川对xusnigSGAnadHOMGA·二主二，二二尸儿名j名沪，本口切才八一」.，口11.3.33子结构方法的有效性当所研究的子结构中包含结构的损伤单元时，己经验证根据子结构方法可以识别出结构的损伤。下面进一步研究在子结构不同划分的情况下，进行结构损伤识别的有效性，分四种情况讨论:()l当所识别的子结构远离损伤位置，如图3一13()a所示;(2)当所识别的子结构接近损伤位置，如图3一13b()所示;(3)当所识别的子结构包含部分损伤单元
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于独立分量分析的系统性能监控方法研究[J]. 郭明,王树青. 浙江大学学报(工学版). 2004(06)
[2]基于自适应正交局部搜索算子的混合遗传算法[J]. 魏蛟龙,胡杰力,周曼丽. 华中科技大学学报(自然科学版). 2004(04)
[3]独立分量分析在直升机齿轮箱故障早期诊断中的应用[J]. 陈仲生,杨拥民,沈国际. 机械科学与技术. 2004(04)
[4]一种基于正交实验设计的遗传算法[J]. 姚文俊. 中南民族大学学报(自然科学版). 2004(01)
[5]一种小生境正交遗传算法研究[J]. 黄鵾,陈森发,孙燕,郜振华. 东南大学学报(自然科学版). 2004(01)
[6]解多目标优化的均匀正交遗传算法[J]. 王宇平,焦永昌,张福顺. 系统工程学报. 2003(06)
[7]基于结构测试的损伤诊断方法研究[J]. 赵玲,李爱群,陈丽华. 东南大学学报(自然科学版). 2003(05)
[8]结构损伤智能诊断研究进展[J]. 张德海,朱浮声. 力学与实践. 2003(04)
[9]混沌优化与遗传算法的智能集成[J]. 章敬东,刘小辉,邓飞其,刘永清. 计算机工程与应用. 2003(16)
[10]基于小波变换的结构损伤识别与试验分析[J]. 李洪泉,董亮,吕西林. 土木工程学报. 2003(05)
本文编号：2953292
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
一ZF一16战斗机左尾翼损伤后，通过重构控制系统买现安全看陆Fig.l一ZF一16wihtaafiledle-tfsidesbatiloatr15lnadngisueeessuflylwihthetuseofreeo心gurbaleeonrtol.
问题似ealhtMo址ot血9Bnecmhkarporblme)中的典型结构的损伤监测问题进行了研究。该结构为一座四层2x2钢框架结构，层高住9米，每跨长1，25米，每层有8个侧面斜支撑，见图1一4和1一5所示。激励采用作用于每层y方向的低水平的环境风荷载或作用于顶层中心柱位置的振动荷载。在结构中安置了8个x向加速度传感器和8个y向加速度传感器，以获得结构的实际响应数据。关于该问题的更详细描述可以访问网址hPtt://明，ee.cli姆性砂叹stl.ed侧asec多hm儿nechmark.shtm。利用时间序列分析程序计算结构动力响应，并在仿真过程中允许结构中某些构件发生损伤，如支撑刚度突然全部消失或部分消失。这些损伤造成了加速度的不连续，而这种不连续在加速度曲线中是难以观察的。将得到的加速度响应信号进行离散小波变换，通过分解后高频波形上的突起来判断损伤是否发生和发生的时刻。分析过程将对多个结点加速度进行小波分解，并通过分解后带有突起的结点在整个结构中所处的空间位置来判断损伤的位置。图1一实际框架结构Fig.l一Setel一rfaJ卫esealesurteurte图1一5该框架结构对应的有限元模型Fig.l一5.Digarmaofnaalytiealmodel(2)小波分析与其他方法联合应用此方法多把小波分析作为前置处理手段，可先利用小波变换的消噪性能对原始信号进行除噪
演化代数演化代数()a基于柔度阵子结构的SGA演化过程伪)基于柔度阵子结构的HOMGA演化过程图3一12基于柔度阵的SGA和HOMGA演化过程Fig.3一12SubsrtueUrtaiidentifieationPoreessbasedonfle汕iytllm川对xusnigSGAnadHOMGA·二主二，二二尸儿名j名沪，本口切才八一」.，口11.3.33子结构方法的有效性当所研究的子结构中包含结构的损伤单元时，己经验证根据子结构方法可以识别出结构的损伤。下面进一步研究在子结构不同划分的情况下，进行结构损伤识别的有效性，分四种情况讨论:()l当所识别的子结构远离损伤位置，如图3一13()a所示;(2)当所识别的子结构接近损伤位置，如图3一13b()所示;(3)当所识别的子结构包含部分损伤单元
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于独立分量分析的系统性能监控方法研究[J]. 郭明,王树青. 浙江大学学报(工学版). 2004(06)
[2]基于自适应正交局部搜索算子的混合遗传算法[J]. 魏蛟龙,胡杰力,周曼丽. 华中科技大学学报(自然科学版). 2004(04)
[3]独立分量分析在直升机齿轮箱故障早期诊断中的应用[J]. 陈仲生,杨拥民,沈国际. 机械科学与技术. 2004(04)
[4]一种基于正交实验设计的遗传算法[J]. 姚文俊. 中南民族大学学报(自然科学版). 2004(01)
[5]一种小生境正交遗传算法研究[J]. 黄鵾,陈森发,孙燕,郜振华. 东南大学学报(自然科学版). 2004(01)
[6]解多目标优化的均匀正交遗传算法[J]. 王宇平,焦永昌,张福顺. 系统工程学报. 2003(06)
[7]基于结构测试的损伤诊断方法研究[J]. 赵玲,李爱群,陈丽华. 东南大学学报(自然科学版). 2003(05)
[8]结构损伤智能诊断研究进展[J]. 张德海,朱浮声. 力学与实践. 2003(04)
[9]混沌优化与遗传算法的智能集成[J]. 章敬东,刘小辉,邓飞其,刘永清. 计算机工程与应用. 2003(16)
[10]基于小波变换的结构损伤识别与试验分析[J]. 李洪泉,董亮,吕西林. 土木工程学报. 2003(05)
本文编号：2953292
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