基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別.pdf

1、對(duì)工程結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別、定位及估計(jì)是近年來(lái)十分流行的研究課題,結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于航天、土木、機(jī)械和核工業(yè)中,是一門建立在損傷機(jī)理、傳感器技術(shù)、信號(hào)分析技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及人工智能技術(shù)之上的多學(xué)科綜合性技術(shù).相對(duì)于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法,本論文主要對(duì)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)技術(shù)理論與應(yīng)用進(jìn)行研究.本文通過(guò)理論分析了,適合結(jié)構(gòu)損傷位置和損傷程度識(shí)別的組合參數(shù)法,(此組合參數(shù)是由固有頻率的變化信息和少數(shù)選定點(diǎn)的模態(tài)分量合成的向量.)

2、在此理論的基礎(chǔ)上,分別對(duì)一個(gè)框架結(jié)構(gòu)和一個(gè)懸臂梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了損傷數(shù)值模擬,同時(shí)采取合適的方法構(gòu)造改進(jìn)型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù),應(yīng)用訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷檢測(cè).本論文的主要工作有下面幾個(gè)內(nèi)容:首先,通過(guò)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理進(jìn)行分析,得出在理論上它能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)行識(shí)別.其次,結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性(固有頻率、模態(tài)參數(shù)等)是結(jié)構(gòu)物理參數(shù)(質(zhì)量、剛度)的函數(shù).即結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的變化是由結(jié)構(gòu)物理參數(shù)的變化引起的.因此,通過(guò)有限元軟件ANSYS對(duì)具

3、有各種損傷程度的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析,得到固有頻率和模態(tài)分量的數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)歸一化處理后作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入向量.然后,將網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的結(jié)果和理論上的結(jié)果進(jìn)行比較.以便在數(shù)值計(jì)算上確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是否能夠準(zhǔn)確地對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)行識(shí)別.最后,通過(guò)一個(gè)三層框架和一個(gè)懸臂梁的算例證明:組合參數(shù)法能夠非常精確地識(shí)別出結(jié)構(gòu)的損傷位置和損傷程度.只是對(duì)于小的損傷識(shí)別精度相對(duì)差一些,可以通過(guò)增大網(wǎng)絡(luò)隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)或網(wǎng)絡(luò)層數(shù)來(lái)加以解決.也可以通過(guò)增大輸入樣本的維數(shù)來(lái)提高識(shí)別