| 【中文题名】 | 桥梁损伤的神经脉络仿生健康监测系统 |
| 【英文题名】 | Health Monitoring System of Bridge Damage Based on Neural Venation Bionics |
| 【学科专业】 | 计算机技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-8-2 |
| 【中关键词】 | 桥梁,结构,损伤,裂纹,监测,神经脉络 |
| 【英关键词】 | bridge,structure,damage,crack,monitor,neural venation,bionics,sensor software,hardware, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>集中检测与巡回检测系统 |
| 【论文摘要】 | 结构健康监测是近年迅速发展的一项应用技术,涉及结构的连续监测、检查以及损伤探测。最终目的是增加结构的可靠性和安全性,降低结构维修成本。随着国民经济的快速发展,国家在交通领域建设投资非常巨大,修路、架桥是投资的主体,由于工程材料中的自然缺陷、工程结构设计、建造和施工过程中的失误难以避免,桥梁结构的安全性一直困扰着建筑设计师、施工和养护人员。为了保证桥梁结构的安全,人们在桥梁结构中建立健康监测系统:使用传感元件或装置监测结构位移、变形、损伤等性能变化,通过算法处理,在线监控和判断桥梁的健康状态。
由于目前针对桥梁结构的监测所使用的方法存在成本高、监测手段单一、不能在线实时观测等方面的问题,本文针对上述问题提出了一种用神经脉络仿生传感器系统对桥梁裂纹进行实时监测的方法,从而判断是否对桥梁的结构产生了损伤,为桥梁的维护和维修提供依据。
本文通过对结构健康监测现状的分析,设计了一种新的神经脉络仿生传感器以及相配套的传感器系统。全文研究工作主要分为四个方面:(1)为了能够解决桥梁结构中的区域监测问题,模拟生物体感知神经元及神经脉络分布对生物内部或外部各个局部变化的感知机制,将传感材料以神经脉络的方... |
| 【论文题纲】 |
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第1章 绪论 |
9-14 |
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1.1 论文的研究背景与现状 |
9-12 |
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1.1.1 桥梁健康监测的研究背景和意义 |
9-10 |
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1.1.2 目前国内外桥梁健康监测研究概况及存在的问题 |
10-11 |
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1.1.3 桥梁健康监测的发展趋势和展望 |
11-12 |
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1.2 论文研究内容、所做的工作及意义 |
12-13 |
|
1.2.1 论文研究内容和所做的工作 |
12 |
|
1.2.2 论文的工作依据 |
12-13 |
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1.2.3 论文的意义和应用前景分析 |
13 |
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1.3 论文的内容安排 |
13-14 |
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第2章 桥梁损伤的结构健康监测基础 |
14-29 |
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2.1 结构健康监测理论基础 |
14-21 |
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2.1.1 结构健康监测系统构成和基本工作原理 |
14-15 |
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2.1.2 结构健康监测的主要内容 |
15-17 |
|
2.1.3 结构损伤诊断的基本方法 |
17-21 |
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2.2 桥梁健康监测理论基础 |
21-25 |
|
2.2.1 桥梁健康监测系统构成和基本工作原理 |
21 |
|
2.2.2 桥梁健康监测的主要内容 |
21-22 |
|
2.2.3 桥梁结构损伤诊断的基本方法 |
22-25 |
|
2.3 计算机图形学理论 |
25-29 |
|
2.3.1 计算机图形学基础 |
25 |
|
2.3.2 图形变换的基本原理 |
25-26 |
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2.2.3 B样条曲线的基本原理 |
26-29 |
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第3章 桥梁损伤的神经脉络仿生结构健康监测系统关键技术 |
29-40 |
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3.1 神经脉络仿生传感器设计 |
29-34 |
|
3.1.1 神经脉络仿生传感器基本原理 |
29-31 |
|
3.1.2 传感层及制造工艺 |
31-32 |
|
3.1.3 中间处理单元及终端处理单元 |
32-34 |
|
3.2 硬件系统设计 |
34-40 |
|
3.2.1 硬件系统的总体设计 |
34-35 |
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3.2.2 桥梁损伤神经脉络仿生健康监测系统硬件设计 |
35-40 |
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第4章 桥梁损伤的神经脉络仿生结构健康监测软件系统 |
40-57 |
|
4.1 软件系统总体设计 |
40-41 |
|
4.2 神经脉络仿生健康监测系统软件设计 |
41-49 |
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4.2.1 单片机模块 |
41-44 |
|
4.2.2 计算机控制模块 |
44-49 |
|
4.3 算法与仿真 |
49-57 |
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4.3.1 裂纹判断及算法 |
49-54 |
|
4.3.2 仿真 |
54-57 |
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第5章 结构健康的神经脉络仿生健康监测实验验证 |
57-73 |
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5.1 神经脉络仿生健康监测系统混凝土试件及传感器实现 |
57-60 |
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5.1.1 实验系统混凝土试件 |
58-59 |
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5.1.2 实验系统传感器结构 |
59-60 |
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5.2 神经脉络仿生健康监测实验系统硬件部分 |
60-71 |
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5.2.1 电源模块 |
61-62 |
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5.2.2 通信模块 |
62-68 |
|
5.2.3 检测模块 |
68-71 |
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5.3 神经脉络仿生健康监测系统实验及结果分析 |
71-73 |
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5.3.1 神经脉络仿生健康监测系统实验 |
71-72 |
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5.3.2 神经脉络仿生健康监测系统实验结论 |
72-73 |
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第6章 总结 |
73-76 |
|
6.1 论文完成的工作 |
73-74 |
|
6.2 研究、试验结论 |
74 |
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6.3 研究的新进展及应进一步研究的问题 |
74-75 |
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6.4 结束语 |
75-76 |
|
致谢 |
76-77 |
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参考文献 |
77-83 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
83 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.379398 |
