剪切型结构损伤识别算法研究

《剪切型结构损伤识别算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文剪切型结构损伤识别算法研究Investigationsofdamageidentificationalgorithmsforshearstructures学号：21106095大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一

2、同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：型兰型兰坦翌作者签名：圭耋大连理工大学硕士学位论文摘要近年来，结构健康监测已成为土木工程学科研究和发展的一个重要领域。结构健康监测的核心在于损伤识别算法。剪切型结构具有形式简单、应用范围广的优点，实际工程中诸多结构(如高层建筑、输电塔、海洋平台、飞机机翼等)在特定情况下都可以简化为层间剪切模型进行分析。通过对剪切型结构损伤识别算法的研究，有利于提高剪切型结构损伤识别结果的准确性，发掘

3、出适用于更一般结构的损伤识别方法。本文针对剪切型结构的损伤识别问题，主要做了以下几个方面的工作：(1)对利用时不变滤波器由加速度信号重构速度和位移信号的方法进行了研究，给出了时不变滤波器系数的计算公式及频域上准确度的评价公式，探讨了滤波器参数的选择对重构精度的影响，并以一个单自由度质量弹簧体系数值算例和一个四层板柱结构在环境荷载下振动的数值算例对方法的可行性进行了说明。(2)对传统恢复力法进行改进，提出了“基于恢复力模型的局部损伤识别法”(简称“方法1’’)，克服了传统方法由于质量和刚度间的耦合而无法确定

4、损伤类型的缺点。方法1采用以下步骤识别损伤：一，由剪切型模型各层实测的加速度信号通过时不变滤波器重构速度和位移信号；二，求出各层间的相对位移和相对速度，结合环境激励技术和各层的动力方程拟合出刚度系数；三，求出各层刚度系数损伤前后的比值，得到损伤指示向量(DIV)；四，根据损伤的局部性，通过聚类分析算法找出DIV中的异常元素，作为判断损伤位置的依据；五，由DIV求出各层质量和刚度的损伤程度。(3)对传统交叉模型交叉模态(CMCM)法进行改进，提出了“基于CMCM的局部损伤识别法”(简称“方法2”)。传统CM

5、CM法由于核心矩阵缺秩使得全局修正时解不唯一，为求得唯一解往往假设损伤前后质量不变。方法2将核心矩阵最小奇异值对应的右奇异向量作为DIV，然后由DIV对损伤进行定位和定量。方法2的优势在于：无需人为主观地添加约束即可一次性求出结构各单元质量和刚度损伤前后的变化，避免了错误或不准确的假设给损伤识别结果带来的误差。(4)通过数值实验和美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)实验对改进后方法(方法1和方法2)的可行性进行了证实。改进后的方法的最大特色即可以识别结构在极端运营条件下的质量变化。数值实验和LANL实验

6、中，改进方法均对预设损伤进行了准确的识别。关键词：损伤识别算法；剪切型结构；速度位移重构；恢复力模型；交叉模型交叉模态法剪切型结构损伤识别算法研究一●一●●●●一‘‘1一InvestigationsofdamageidentificationalgorithmstorshearStructuresAbstractInrecentyears，StructuralHealthMonitoring(SHM)hasalreadybecomeanimportantfieldfortheresearchanddeve

7、lopmentofcivilengineering．DamageidentificationalgorithmisthecoreofaSHMsystem．Shearstructurehasthemeritofsimplicity．Inpracticalapplications，manystructures(e．ghigh-risebuildings，transmissiontowers，offshoreplatforms，andaircraftwings，etc．)Canbesimplifiedtoash

8、earstructureforanalysis，SOtheapplicationprospectofshearstructureisbroad．Theresearchofdamageidentificationalgorithmsforshearstructuresisbeneficialforimprovingtheaccuracyoftheestimationofdamageanddevelopingnewdamagede