基于多類型傳感器信息融合的空間結(jié)構(gòu)應力識別方法研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測可提供關于結(jié)構(gòu)性能和狀態(tài)的實時監(jiān)測信息,對結(jié)構(gòu)的維護方案、結(jié)構(gòu)安全性的提高、結(jié)構(gòu)設計假設的驗證、結(jié)構(gòu)不確定性的降低和對結(jié)構(gòu)的更多認識等,均可以通過結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測來實現(xiàn)。應力監(jiān)測是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的主要監(jiān)測內(nèi)容,可直接對結(jié)構(gòu)構(gòu)件應力水平及承載能力進行直接評判?？紤]到,(1)因為到結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)造價和安裝技術(shù)等因素,無法在結(jié)構(gòu)上布置足夠多的測點,直接用于應力監(jiān)測的應變傳感器的布置數(shù)量有限;(2)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中有多種類型傳感器

2、的安裝。因此,本文運用多種類型傳感器實測數(shù)據(jù),提出基于多類型傳感器信息融合的應力識別方法。
　　主要研究內(nèi)容為:
　　(1)考慮不確定性的基于單類型傳感器應力識別方法。首先,以單類型傳感器實測值為輸入,未布置應變傳感器的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應力值為輸出,選用模式識別方法建立模式庫、識別庫和實測庫;其次,考慮傳感器實測值的噪聲干擾或故障、有限元模型的誤差等不確定性因素,提出考慮不確定性的模式匹配方法;最后,以網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為例,模擬分析網(wǎng)殼結(jié)

3、構(gòu)在風荷載作用下的動力響應,驗證該方法的有效性,并通過模擬不同等級噪聲干擾下的識別結(jié)果,進一步驗證了該方法的魯棒性和抗干擾性。
　　(2)基于多類型傳感器信息融合的應力識別方法。首先,以考慮不確定性的基于單類型的傳感器應力識別方法為基礎,融合多類型傳感器實測值并建立該方法的模式庫和識別庫;其次,以網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為例,驗證該方法的可行性和有效性;最后,對比基于單類型傳感器的應力識別方法和基于多類型傳感器信息融合的應力識別方法,進行參數(shù)分析

4、,主要包括傳感器個數(shù)、噪聲等級、模式匹配個數(shù)等。從而驗證了基于多類型傳感器信息融合的應力識別方法更具有抗噪性,適合工程實際應用。
　　(3)基于深圳灣體育中心實測監(jiān)測數(shù)據(jù)的應力識別。首先,進行深圳灣體育中心在地脈動作用下的模擬分析,并討論應變傳感器的最優(yōu)選取與布置,進而以模擬分析數(shù)據(jù)分別驗證了基于單類型傳感器和基于多類型傳感器信息的應力識別結(jié)果;其次,分別以模擬分析的深圳灣體育中心在地震作用下的動力響應和深圳灣體育中心結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測