基于时间序列的结构损伤在线诊断

结构损伤诊断是当前工程界十分活跃的研究领域,在线损伤诊断是其中一个重要方面．针对结构在线损伤诊断问题,提出一种基于时间序列分析的结构损伤识别方法．首先对结构振动响应的仿真数据建立了自回归滑动平均（ARMA）模型,导出模型的特征方程根与结构固有特性间的关系．然后,定义了AR模型前三阶系数的一种代数组合作为损伤敏感因子,并结合ASCE损伤检测标准模型进行了相应的损伤辨识试验,证明了该方法的可行性和有效性,为结构的在线损伤识别提供了较为有效的工具．     

一种新型的混凝土结构双参数地震损伤模型

在结构的抗震设计、未来震害预测、震后经济损失评估等过程中,一个重要的任务就是选择合理的反应量建立结构损伤评估模型,以定量计算出结构在地震过程中的损伤指标.在分析现有的损伤参数以及几种双参数地震破坏准则的基础上,结合损伤力学的基本原理,提出了一种新型的混凝土结构双参数地震损伤模型,并根据已有的实验结果确定了模型参数.     

基于自回归支持向量机的结构损伤诊断

将自回归时间序列(AR)模型和支持向量机方法结合应用于结构的损伤诊断,以一个3层框架结构为分析对象,模拟两种损伤模式:初始线性结构发生质量变化和初始非线性结构发生质量变化.首先对实验中采集到的加速度信号建立AR模型,从而提取模型参数作为损伤特征,再利用支持向量机进行损伤诊断.结果表明,在小样本情况下基于自回归支持向量机进行结构非线性损伤诊断,能够得到很好的结果.     

基于遗传算法的塔架节点螺栓脱落的损伤诊断

输电塔线体系是国家的重要生命线工程,在此类结构中,节点是用螺栓联结的,由于螺栓在长期的风致振动中会产生脱落损伤,为了确保人民的生命财产安全,开展对输电塔架结构节点螺栓脱落损伤的诊断研究十分必要.针对高耸塔架结构节点损伤的特点,建立了具有螺栓脱落损伤的塔架结构的有限元模型,提出了基于改进遗传算法的节点螺栓脱落的损伤位置和程度的识别方法;最后,通过对一实际大跨越塔架结构的数值仿真分析,表明文中提出的损伤诊断方法的结果是令人满意的.     

基于LS-SVM的光纤智能结构损伤诊断

针对目前结构损伤诊断方法的局限以及最小二乘支持向量机算法优点,提出采用最小二乘支持向量机来对光纤智能结构损伤位置识别进行研究,并在Matlab中编制了相应的支持向量机程序,建立了相应损伤诊断模型.以实例数据为学习样本和测试样本,讨论了基于最小二乘支持向量机的光纤智能结构损伤诊断可行性.试验研究结果表明,基于最小二乘支持向量机光纤智能结构损伤诊断识别方法具有较高的可靠性和精度且操作方便,是一种性能优良的智能识别方法,为智能结构实现损伤自诊断提供了更为先进的方法.     

高耸塔架结构节点损伤的一步诊断法

针对高耸钢塔架结构的损伤特点，建立了具有节点损伤的有限元模型，提出了一种基于模糊模式识别方法的一步诊断法，运用模糊模式识别理论对具体损伤节点位置和程度进行诊断。通过对一塔架结构的数值仿真分析，表明所提出的损伤诊断方法的结果是令人满意的，具有实际应用价值。     

基于产生式规则专家系统在结构损伤诊断中的应用

工程结构损伤诊断过程复杂,信息源要求广,而且该领域专业知识零散,不成系统.针对此现状,将知识工程领域中应用成熟的专家系统技术引入结构损伤诊断领域,利用专家系统的知识库及推理机制,不仅能协助专家进行现场作业,而且能够整理、保存和推广应用结构损伤诊断领域的专业知识.介绍了采用产生式规则的知识表示模型和面向对象的知识表示方法,也介绍了基于产生式规则专家系统的设计思路,以及结构损伤诊断专业知识的处理方法,并利用Visual C++6.0实现了具有实际应用价值的结构损伤诊断专家系统.     

基于产生式规则专家系统在结构损伤诊断中的应用

工程结构损伤诊断过程复杂,信息源要求广,而且该领域专业知识零散,不成系统.针对此现状,将知识工程领域中应用成熟的专家系统技术引入结构损伤诊断领域,利用专家系统的知识库及推理机制,不仅能协助专家进行现场作业,而且能够整理、保存和推广应用结构损伤诊断领域的专业知识.介绍了采用产生式规则的知识表示模型和面向对象的知识表示方法,也介绍了基于产生式规则专家系统的设计思路,以及结构损伤诊断专业知识的处理方法,并利用Visual C 6.0实现了具有实际应用价值的结构损伤诊断专家系统.     

支持结构状态评估的损伤模型研究

提出仅考虑最大变形影响和综合考虑最大位移加损伤累积影响的两种损伤模型,并建立相应的结构状态评估指标.通过对比不同地震加速度峰值下、同一地震波不同持续时间下所提状态评估指 标和其他指标的分析结果,研究了两种损伤模型的适用情况.研究发现,在加速度峰值＜0.3 g时通过位移模型来衡量结构的损伤状态是合理的;当加速度峰值＞0.3 g时,应该采用综合考虑最大位移+损伤累积影响的损伤模型.     

梁式结构损伤诊断应变模态理论研究与仿真分析

运行中的建筑结构的损伤诊断方法是目前工程界关注的热点问题之一。分析了位移模态、应变模态与曲率模态3者之间的关系,以一混凝土悬臂梁为研究对象,用ANSYS有限元软件,建立了仿真模型,通过对不同损伤位置和不同损伤程度工况的模拟,进行结构损伤辨识研究,旨在通过结构损伤前后的位移模态和应变模态的振型比较,揭示应变模态在结构损伤诊断中的规律,为使用中的大型建筑结构损伤诊断研究提供理论借以参考。     

结构损伤识别的改进曲率模态方法

结构损伤识别是结构健康监测和结构状态评估的主要前提之一。尽早了解结构的损伤状况和损伤位置有助于提高结构的预期可靠性和安全性,同时降低了结构的维修费用。论文主要研究了如何采用改进的曲率模态方法识别结构的损伤以提高识别精度。基于曲率模态对结构局部损伤比较敏感和频率指标测试简单方便、精度高的特点,论文提出了一种以结构的曲率模态为基础,综合考虑频率变化的改进曲率模态识别结构损伤位置的方法。最后用一数值模拟的简支混凝土梁对该方法与曲率模态方法进行了对比验证。结果表明,改进的曲率模态方法能够更精确地识别出结构的损伤位置。     

小波分析在桥梁结构损伤检测中的应用

大型土木建筑结构在长期使用过程中会因各种因素而产生损伤和结构强度退化,如果没有及时发现和采取必要的措施,将可能发生严重的事故,造成生命和财产的巨大损失。利用结构的振动特性的变化评估其健康状况,是当前研究的热点问题。本文基于结构振动测试和小波变换技术,确定结构可能发生的整体性能退化或局部损伤的大小和位置,以便应用于大型结构尤其是桥梁结构的在线损伤检测中。首先通过数值模拟分析得到结构的振动响应信号,再经过小波分析得到各阶子信号,进而获得各阶子信号的能量谱及损伤前后能量谱的变化。通过观察各阶子信号的差异和能量谱的变化评价结构的损伤状态。     

基于应变模态变化率的弯曲薄板结构损伤研究

以应变模态变化率作为识别参数,以弯曲薄板为研究对象,采用改变单元厚度的方法模拟结构损伤,应用有限元对结构进行模态分析和瞬态分析.模态分析获取板结构应变模态,以对称位置应变模态变化率的改变确定损伤,以改变值的差值大小判断损伤程度;瞬态分析以单元处应变模态变化率突变值,作为损伤定位和损伤程度判断.结果表明:应变模态改变率对于结构的损伤的敏感性强,易于定位.在此基础上给出了通过模态变化率直方图进行损伤识别定位的新方法,与应变模态的损伤识别方法比较表明验证该方法是有效的.     

剪切型钢筋混凝土结构的地震损伤识别方法

本文根据文献（１）的试验结果，提出了剪切型钢筋混凝土结构地震损伤的识别方法；对于完整模态和非完整模态的识别结果，给出了结构损伤状态参数的计算方法。本文炒在实际工程中应用参数识别方法对结构进行损伤估计提供了可行方法。     

基于双参数的结构损伤两阶段检测方法研究

研究两阶段结构损伤检测方法，建立结构有限元模型，计算曲率模态指标，并根据该指标进行损伤定位。然后计算可能损伤分段每个单元的模态矩参数，估计出损伤分段的损伤程度。对以上2个损伤识别参数进行参数分析．将分析结论用于典型损伤工况的识别并取得成功。文中方法可以确定结构损伤位置，同时针对具体损伤位置给出大致的损伤系数估计值。     

环境温度影响下基于结构连续位移曲率组合的损伤识别方法

目的寻找对环境温度不敏感的损伤特征指标,消除环境因素在结构健康监测和损伤识别方法应用过程中的影响,准确识别损伤发生和定位损伤位置．方法对静力作用下的结构位移进行中心差分求取结构各节点的位移曲率,将任意相邻三个节点间静位移曲率进行线性组合构建新的损伤指标．利用北京一年的实测温度数据模拟环境温度变化,通过一个简支钢梁的仿真算例验证方法的有效性．结果算例中梁上各节点损伤指标不随温度的变化而变化,在损伤单元相邻两节点处出现正向跳跃,与损伤单元相邻的左右两单元的外侧节点处出现负向跳跃,而更远处的未损伤单元节点处的损伤指标则始终保持在0值附近波动,据此损伤单元得到准确定位．结论利用结构连续位移曲率组合的损伤识别方法可以有效消除环境因素的影响,准确识别损伤发生和定位损伤位置,无需结构健康状态基准数据,具有一定的噪声鲁棒性．     

基于小波包分析的空间杆系结构损伤诊断

针对结构损伤诊断的需要,采用小波包分析方法提取了结构损伤的特征信号。首先通过小波包分析将振动信号分解到各个频带,然后以各频带能量作为识别故障的特征向量进行损伤识别。数值算例表明,小波包分析具有较强的抗噪声干扰能力,能够有效地识别结构的损伤。     

现役结构桩基小损伤高精度识别

为了实现对在役结构桩基小损伤高精度识别, 根据桩基损伤后的振动特征微分方程, 建立由模态损伤灵敏度因子、单元损伤因子、单元模态应变能组成的结构损伤识别方程.在应用模态损伤灵敏度因子选择高效损伤识别模态的基础上, 应用损伤前后应变能的变化和小波分析技术对桩基的小损伤进行精确损伤定位识别.在损伤定位识别的基础上, 应用损伤识别方程对桩基的小损伤进行损伤程度诊断.应用本文所提出的方法对SF-1灯塔桩基进行损伤数值模拟识别, 识别误差小于5%, 验证了该损伤识别方法具有较高识别精度.最后应用该方法对在役BHX-12平台的桩基损伤进行识别, 识别结果和实际损伤比较吻合.     

改进粒子群算法的两阶段梁式结构损伤识别

针对实际工程监测时损伤识别误差大的问题,提出一种基于改进粒子群算法的两阶段识别方案。第1阶段利用D-S证据理论融合算法进行损伤定位;第2阶段利用改进的粒子群算法,对定位结果进行修正,同时准确定量损伤。仿真算例和实验分析结果表明：由于第1阶段损伤定位减少了可能损伤单元的数量,第2阶段基于改进粒子群算法的搜索范围减小,能更准确地识别多损伤和小损伤的位置和程度,且抗噪性能良好。     

基于灵敏度分析的弧门主框架多损伤检测方法

以频率作为弧形闸门主框架结构多损伤识别的主要动力参数,基于灵敏度分析方法,建立结构损伤位置及程度与结构多阶固有频率的关系矩阵,并根据此矩阵和实测频率的变化情况反解出结构的损伤位置与程度。为了反映结构不同位置的损伤对频率的影响,同时减小方程的未知量个数,给出了弧门主框架频率与损伤位置和程度的灵敏度关系图。计算结果表明：基于灵敏度分析的结构多损伤检测方法可识别弧形闸门主框架多位置发生损伤的情况,可为水工结构动力检测与损伤评估提供技术参考。