智能結構的損傷診斷及傳感器優(yōu)化配置研究.pdf

1、損傷自診斷功能是智能結構應用的一個非常重要的方向，它是智能結構研究的核心內容之一，而結構損傷診斷方法和傳感器的優(yōu)化配置是關聯結構損傷自診斷功能的兩個重要問題，這兩個問題的研究，對智能結構自診斷功能的研究及其應用具有重要的理論意義和實用價值。論文圍繞國家自然科學基金項目(90205031)“具有自診斷功能的智能夾層的研究”而進行，主要從事智能結構損傷自診斷方法及其傳感器優(yōu)化配置方面的研究，旨在為具有自診斷功能的光纖智能夾層的設計與實現提供

2、理論指導。論文主要研究工作如下： (1)論文在對傳統(tǒng)的基于頻率的結構損傷識別機理進行闡述的基礎上，理論推導了基于頻率的改進損傷指標(包括改進的損傷定位指標與改進的損傷程度識別指標)，數值算例結果表明，改進的損傷指標比傳統(tǒng)指標更適合用來作為結構的損傷敏感特征參數。 (2)為消除損傷程度對應變模態(tài)差矢量的影響，論文對應變模態(tài)差矢量進行了標準化，建立了與損傷程度無關的標準化應變模態(tài)差指標，并給予了理論證明，且通過復合材料懸臂梁

3、數值算例進行了驗證。再者論文提出了一種結合改進的基于頻率損傷定位指標與標準化應變模態(tài)差的“組合損傷指標”作為網絡的輸入特征參數進行結構的損傷位置識別。 (3)論文考慮到避免復合因素的識別，簡化損傷診斷問題復雜性，提出了一種基于模態(tài)分析與神經網絡的智能結構多級損傷診斷策略，具體內容有基于徑向基神經網絡(RBFNN)的損傷報警、基于自適應概率神經網絡的損傷定位、基于改進BP神經網絡的結構損傷程度識別等三個方面，對它們的基本原理、技術

4、的實現方法進行了研究，并以復合材料懸臂梁數值仿真試驗與鋼尺懸臂梁試驗對該方法進行可行性研究，結果表明該智能結構多級損傷診斷方法能對結構損傷進行較為準確的識別。 (4)論文提出了基于應變模態(tài)保證準則的應變傳感器優(yōu)化配置準則以及基于應變模態(tài)矩陣信息陣的2-范數初步擬定一小組傳感器布位的方法，并對剩余傳感器布位優(yōu)化采用的改進遺傳算法進行了研究。最后以一個復合材料四端簡支板算例對上述方法可行性進行研究，結果表明，該方法能更加有效地配置應