| 【中文题名】 | 基于径向基网络的结构损伤识别 |
| 【英文题名】 | Structural Damage Identification Based on RBF Networks |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-9-5 |
| 【中关键词】 | 径向基,神经网络,损伤识别,固有频率,模态曲率,斜拉桥 |
| 【英关键词】 | RBF,neural network,damage identification,natural frequency,modal curvature,cable-stayed bridge, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑结构>结构理论、计算>结构试验与检验> |
| 【论文摘要】 |
结构健康监测是当今土木工程领域的一个研究热点。结构损伤识别是结构健康监测的基础和核心,而振动模态分析技术和神经网络技术是解决这一问题的有效工具。该文对基于径向基神经网络的结构损伤识别理论及其在土木结构中的应用进行了一些探讨和研究,本文的主要研究内容和结论有:
1.介绍了土木结构损伤识别的研究现状及发展趋势;阐述了基于振动模态分析的损伤识别的基本理论及几种基于不同动力指标的损伤识别的实现方法;阐述了基于神经网络技术的损伤识别的基本理论,介绍了人工神经网络的基本原理及径向基神经网络的学习算法和利用径向基神经网络进行损伤识别的基本实现方法。
2.针对土木结构中最为常见的梁式结构,对简支工字钢梁的多种不同损伤工况的动力特性进行了有限元仿真分析,研究了损伤对频率和模态曲率的影响,发现固有频率变化率和模态曲率的变化分别可以用于损伤程度和损伤位置的识别;在实验室中实测了几种工况的钢梁的振动模态,发现实测结果与计算结果有一定的差异,分析其原因主要是模型误差和噪声影响。
3.根据简支工字钢梁各损伤工况下的动力特性,分别研究了将频率变化率、模态曲率变化及其组合参数作为径向基网络的输入指标时进行结... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
11-15 |
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1.1 引言 |
11 |
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1.2 土木结构损伤识别的研究现状 |
11-13 |
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1.2.1 基于结构动力特性的损伤识别方法 |
11-12 |
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1.2.2 基于人工神经网络的结构损伤识别方法 |
12-13 |
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1.3 工程结构损伤识别的发展趋势 |
13 |
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1.4 本文研究目的、方法及主要内容 |
13-15 |
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第二章 基于振动模态分析的结构损伤识别理论 |
15-21 |
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2.1 结构动力学基础 |
15 |
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2.2 结构损伤识别的基本原理 |
15-16 |
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2.2.1 结构损伤与模态变化的关系 |
15-16 |
|
2.2.2 结构损伤识别的特征参数 |
16 |
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2.3 结构损伤识别的方法 |
16-20 |
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2.3.1 基于频率改变的损伤识别 |
17 |
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2.3.2 基于振型改变的损伤识别 |
17-18 |
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2.3.3 基于应变模态的损伤识别 |
18 |
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2.3.4 基于柔度矩阵的损伤识别 |
18 |
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2.3.5 基于曲率模态的损伤识别 |
18-20 |
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2.4 小结 |
20-21 |
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第三章 基于径向基网络的结构损伤识别理论 |
21-34 |
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3.1 人工神经网络基本概念 |
21-25 |
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3.1.1 神经网络的基本特征和性质 |
21-22 |
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3.1.2 人工神经网络的发展历史及分类 |
22-23 |
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3.1.3 人工神经网络的模型 |
23-24 |
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3.1.4 人工神经网络在结构损伤识别中的应用 |
24-25 |
|
3.2 径向基网络及其算法 |
25-29 |
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3.2.1 径向基网络基本原理 |
25 |
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3.2.2 径向基网络的结构模型 |
25-26 |
|
3.2.3 径向基网络的学习算法 |
26-29 |
|
3.3 基于径向基网络的结构损伤识别的基本方法 |
29-30 |
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3.4 基于 OLS 算法的径向基神经网络设计 |
30-34 |
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第四章 梁的损伤识别数值模拟及试验研究 |
34-58 |
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4.1 模型设计 |
34 |
|
4.2 计算机数值模拟分析 |
34-41 |
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4.3 简支钢梁的模态试验 |
41-51 |
|
4.3.1 试验目的 |
41 |
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4.3.2 试验仪器及设备 |
41-42 |
|
4.3.3 试验准备工作 |
42-43 |
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4.3.4 试验结果 |
43-49 |
|
4.3.5 试验结果分析 |
49-51 |
|
4.3.6 试验结论 |
51 |
|
4.4 应用径向基网络进行钢梁的损伤识别 |
51-58 |
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4.4.1 仅用频率变化率作为输入参数 |
52 |
|
4.4.2 仅用模态曲率变化作为输入参数 |
52-55 |
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4.4.3 使用频率变化率和模态曲率变化的组合作为输入参数 |
55-56 |
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4.4.4 结论 |
56-58 |
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第五章 基于径向基网络的桥梁损伤识别数值模拟 |
58-69 |
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5.1 概述 |
58-59 |
|
5.2 斜拉桥的模态分析 |
59-67 |
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5.2.1 无损伤斜拉桥的模态分析 |
59-62 |
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5.2.2 各损伤工况的斜拉桥的模态分析 |
62-67 |
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5.3 应用径向基网络识别斜拉桥的损伤 |
67-68 |
|
5.4 结论 |
68-69 |
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第六章 结论及展望 |
69-71 |
|
6.1 结论 |
69 |
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6.2 本研究课题的展望 |
69-71 |
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参考文献 |
71-75 |
|
致谢 |
75-76 |
|
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
76-77 |
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附录 A 简支梁各工况模态分析命令流（频率） |
77-81 |
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附录 B 简支梁各工况模态分析命令流（曲率） |
81-84 |
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附录 C 斜拉桥模态分析命令流 |
84-91 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.122570 |
