人工神经网络技术在结构损伤诊断中的应用

本文对人工神经网络技术在结构损伤诊断中的应用原理进行阐述，文中回顾了人工神经网络技术在结构损伤诊断领域中应用的发展历程，总结了国内外的主要研究成果，提出了目前尚未解决的难点，最终对应用人工神经网络技术进行结构损伤诊断研究的方向进行了展望。

乐音准则法及其在结构损伤诊断中的应用研究

为寻求一种简便、高效的结构损伤识别方法,组织实施了瓷盘、钢壳及5层钢框架的模型试验,根据试验结果,提出了一种基于欧姆听觉定律的结构损伤识别方法,即"乐音准则法"。该方法对于诊断均匀、规整的一维(杆、索)或二维(板、壳)结构的损伤十分有效。试验结果表明,均匀、规则结构的固有振动频谱具有与乐音相类似的特征,在其发生损伤后,固有振动频谱发生明显变化,据此定义了"乐音准则法"。试验证明,该方法对识别瓷盘损伤敏感有效;对钢壳径向损伤有效,对环向损伤不敏感,主要原因是环向损伤对壳体结构刚度影响较小。在5层钢框架的损伤识别试验中,根据乐音准则法,首次提出运用频率比作为结构损伤诊断指标,成功地识别出了结构损伤。

利用ANSYS进行网架结构损伤诊断的数值模拟研究

利用结构动力参数的改变对空间钢网架进行损伤分析,其中许多指标对损伤并不敏感.文中通过结构有限元分析软件AN SY S得到网架结构位移模态分析数据,采用杆件轴向应变变化率的模态分析技术针对不同损伤状况的钢结构网架进行损伤识别,能够较为准确地诊断出网架杆件的损伤位置.

基于改进CHC遗传算法的结构损伤诊断研究

提出了一种改进的CHC遗传算法,用频率误差和振型误差函数构建目标函数和适应度函数,该方法继承了普通遗传算法和CHC算法的优点,提高了算法的收敛速度。数值算例表明,用改进的CHC遗传算法进行结构损伤诊断时,单构件损伤比SGA算法的计算时间缩短60%,多构件损伤可缩短80%。

输入输出信息有限观测下的结构损伤诊断

为解决工程结构中外激励和响应信息有限观测情况下的结构损伤诊断问题,提出依次使用扩展卡尔曼估计算法和最小二乘算法,分别识别结构参数和未知外激励,推导出相应的递推解析解。所提方法与经典卡尔曼滤波算法相比,可用于荷载未知情况。通过追踪结构内单元的刚度变化,对结构损伤进行诊断。分别通过一个小型平面桁架、一个简支梁的损伤诊断数值算例和一个8层剪切钢框架的损伤识别试验,验证了该方法的可行性和有效性。

基于Lamb波结构损伤诊断的量化评估实验研究

基于Lamb波结构损伤诊断技术开展相对量化评估层面的实验研究。基于环形单发射—多接收(STMR)阵列,通过数值计算验证了基于导波结构损伤诊断技术在定位识别技术层面的准确有效;针对诊断因子(DF)作为结构损伤相对量化评估有效参数的可行性进行分析,并通过模拟预置3种不同程度大小的损伤进行实验验证。实验结果表明:通过比较不同工况下判定损伤处对应诊断因子的数值大小,即可对结构损伤的相对严重程度进行量化对比分析,具有较好的工程应用前景。

利用修正的BP神经网络进行框架结构损伤诊断

提出了一种基于修正的BP神经网络方法的结构损伤诊断方法,该方法通过基于误差曲面调整权值以及引入动量因子算法来避免出现局部极小,并通过自适应调整学习速率来提高学习效率,从而解决了传统BP神经网络在实际应用中存在的收敛速度慢和存在局部极小的问题。算例表明,该方法能够不仅较为准确的检测出结构的不同程度损伤,而且提高了计算效率,同时具有较强的鲁棒性。

PSO-GM(1,1)模型在结构损伤诊断中的应用

通过粒子群算法求解GM(1,1)模型中的参数α和μ,对传统的GM(1,1)模型进行了改进。通过实例分析表明:基于粒子群算法的GM(1,1)模型对非平缓数据序列的拟合精度显著优于传统的GM(1,1)模型,对平缓数据序列,在拟合的平滑性和与原始数据序列的整体接近程度上优于传统的GM(1,1)模型。将该方法应用于结构损伤预测,结果表明:基于粒子群算法的GM(1,1)模型对检测数据的处理能力更强,预测数值与真值的整体吻合度更高,从而使模型能更好地应用于复杂结构及复杂情况下的损伤预测。

基于类柔度拟合的结构损伤诊断方法

工程结构在使用的过程中,由于载荷的作用将产生不同位置、不同程度的损伤。为了保证结构的安全,需要及时诊断出这些损伤的位置,以便对结构使用的可靠性进行合理的评估。笔者提出了一种基于类柔度拟合的结构损伤诊断方法,用损伤系数作为诊断损伤的敏感因子,而需要知道结构损伤前即完整结构的参数信息。详细讨论了该方法,用仿真算例说明了这种方法的有效性和可行性,并用实验验证了这种方法的有效性和可行性。

基于类柔度矩阵差值的结构损伤诊断方法

提出了一种基于类柔度矩阵差值的结构损伤诊断方法。其是用结构损伤前和损伤后的类柔度矩阵差值作为诊断损伤的敏感因子。详细讨论了该诊断方法,并用仿真算例说明了这种方法的有效性和可行性,并用实验验证了这种方法的有效性和可行性。

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.

浅海导管架平台结构损伤诊断试验研究

基于模型试验研究了浅海导管架平台的结构损伤诊断,采用标量型ARMA模型识别出结构的三阶模态参数,分别采用遗传算法和模态应变能法对试验模型不同模拟损伤工况进行了损伤诊断。基于遗传算法,提出了采用不同自由度一阶模态参数的损伤诊断方法。研究表明,由于海洋平台的前三阶模态分别为不同自由度的一阶模态,采用两阶或三阶模态识别损伤时,损伤杆件影响较小的自由度方向的模态参数对结构的损伤诊断将产生不利的影响,成为识别噪声。因此,可分别采用不同自由度的一阶模态进行结构损伤诊断。

浅论灾后混凝土结构损伤诊断

建筑火灾在火灾中占有很大的比例,钢筋混凝土结构是建筑中应用最广泛的一种结构,因此其受高温后的损伤评估和安全性分析一直是研究人员所关注的焦点。本文对灾后混凝土结构损伤诊断方法进行了综述,并对其进行展望。

基于模态参数的海洋平台结构损伤诊断

为能快速及时对海洋平台进行损伤定位,提出利用不同模态参数进行结构损伤分步诊断的方法。对在南中国海服役的某海洋平台进行了模拟故障诊断分析,结果表明:模态曲率变化率能有效地判断损伤所在子结构;结构振型综合变化率能有效地判断损伤的具体位置。

基于小波包能量谱的装备悬臂梁结构损伤诊断

在机械结构发生损伤时,振动信号的频谱能量将表征机械结构损伤的类型及其位置等信息;引入小波包能量谱来判断机械结构的损伤类型,定义机械结构损伤的小波包能量谱评价因子,利用该因子可以判断机械结构的损伤位置;悬臂梁结构损伤诊断实验表明,该方法可以有效地识别悬臂梁结构的损伤类型及其位置等信息。

基于人工神经网络的板的结构损伤诊断

本文将板的固有频率同人工神经网络相结合，应用到板的结构损伤诊断研究中。建立了点支承悬臂矩形板的固有频率与结构损伤程度和损伤位置诊断的人工神经网络模型。

基于小波能量谱和信息熵的复合材料结构损伤诊断

复合材料在飞机上的大量应用,可有效提高飞机的整体运营效率。针对飞机复合材料的结构损伤无法准确诊断的难题,提出了一种应用于飞机复合材料结构损伤诊断的方法。首先采用小波能量谱方法对获取到的复合材料结构损伤试验数据进行特征提取,获取损伤信号的特征值;其次,采用基于统计分析的特征值分析,对得到的小波能量谱特征值进行统计分析,得到小波能量谱的协方差信号;最后,依据得到的协方差信号,采用信息熵的方法完成对复合材料结构损伤的诊断。以获取到的某型复合材料结构损伤数据进行试验验证,结果表明,该方法能够实现对复合材料结构损伤的诊断,具有一定的可靠性。

基于残余模态力的装备悬臂梁结构损伤诊断

针对装备悬臂梁结构损伤诊断问题,提出基于残余模态力的结构损伤诊断方法。定义残余模态力(残余模态力向量)和结构单元损伤因子(结构单元损伤因子向量)的概念,分别应用于判断装备结构是否存在损伤以及指示损伤单元的位置和程度,并分别进行3种状态的仿真实验。实验结果证明:该方法可有效地识别装备悬臂梁结构的损伤类型及其位置和程度等信息,对于装备悬臂梁结构诊断是科学有效的。

导管架海洋平台结构损伤诊断方法研究

基于标量型ARMA模态识别方法和遗传算法,研究了导管架海洋平台的结构损伤诊断方法。针对导管架平台的结构特点,利用模态的方向特点,有效地解决了模态识别误差对损伤诊断的影响。数值算例和物理模型试验表明,该方法的损伤诊断精度较高。

大型风机的叶片结构损伤诊断与疲劳寿命预测分析

阐述大型风机叶片结构损伤诊断技术,包括声发射诊断技术、热成像诊断技术、振动诊断技术、超声波诊断技术、直接观察法,探讨大型风机叶片疲劳寿命预测分析。