基于殘余力向量和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡損傷識別研究.pdf

1、隨著我國大力發(fā)展基礎建設，交通事業(yè)出現(xiàn)了一片欣欣向榮的景象，復雜大型橋梁日益增多，這些結構在建造和使用過程中或多或少會出現(xiàn)損傷，因此為了保證人民生命財產(chǎn)安全，及時有效識別出結構發(fā)生的損傷部位和損傷程度成為當前土木工程研究領域的熱點問題之一。
　　 由于結構的動力特性和時程反應與結構參數(shù)直接相關，結構的損傷會引起結構動力特性和時程反應的改變，所以如果能夠建立結構的損傷和結構的動力特性、時程反應之間的映射關系，那么就可以通過結構振動

2、測試的信息完成結構的損傷識別。根據(jù)檢測的范圍可以將檢測分為局部檢測法和整體檢測法：根據(jù)結構檢測的特性可以分為靜力檢測法和動力檢測法。
　　 本文根據(jù)結構損傷后動力特性和時程反應的改變，利用殘余力向量指標先對結構損傷進行定位，然后利用神經(jīng)網(wǎng)絡具有的非線性映射強、魯棒性、容錯性好、泛化能力等優(yōu)點，可以運用神經(jīng)網(wǎng)絡對結構損傷程度進行識別。本文將以天津國泰橋主桁架拱肋作為研究對象。主要研究內(nèi)容包括：
　　 ①利用神經(jīng)網(wǎng)絡對結構損

3、傷進行預警，其中神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入指標為前10階結構的固有頻率。
　　 ②為了實現(xiàn)對大型復雜結構損傷識別定位，避免因為神經(jīng)網(wǎng)絡輸入數(shù)據(jù)的龐大而導致神經(jīng)網(wǎng)絡不收斂。所以本文將運用殘余力向量指標對結構進行損傷定位識別。首先計算出殘余力指標，然后根據(jù)其大小來判斷結構損傷的位置，最后考慮測量噪聲對損傷定位的影響。
　　 ③利用損傷前后動力特性以及時程反應的變化，通過數(shù)學推理，構造出兩個與損傷程度有關的損傷指標分別作為神經(jīng)網(wǎng)絡訓練和測

4、試樣本。
　　 ④在已經(jīng)定位的基礎上，運用神經(jīng)網(wǎng)絡對結構損傷進行定量分析，其中主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡的建立，以及神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練和測試。本文分別選擇頻率平方的變化率比和小波包分析的能量變換率特征向量作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入?yún)?shù)。
　　 本文以部分模態(tài)參數(shù)代替全部模態(tài)參數(shù)，以小波包分析與神經(jīng)網(wǎng)絡相結合的方法對結構進行損傷識別，并以復雜的桁架為例進行數(shù)字模擬以檢驗該方法的有效性，對復雜的橋梁結構的損傷識別具有指導意義。
　　 經(jīng)過