摘要：提出了一种基于模型减缩和线性模型估计理论的、用于建筑结构健康监测中传感器布置的新算法.根据选定的主、从自由度,用改进减缩系统方法来减少初始结构的自由度数目.然后,基于线性模型估计,以所选定的目标模态为线性模型的设计矩阵,用奇异值分解处理设计矩阵.用分解后的前几个左奇异向量计算每一个自由度对于结构模态的贡献.最后用迭代算法来确定所需的传感器数量和位置.算例表明,此种混合算法适用于建筑结构监测的传感器布置计算.

摘要：大尺度、复杂化、长寿命、多功能现代工程结构长期暴露于严苛服役环境,结构功能与状态会偏离初始设计目标,利用结构健康监测技术进行健康诊断和性能评估是保证结构安全、延长使用寿命、降低维修成本的重要手段,而传感器系统作为结构健康监测的首要环节直接决定了结构安全诊断的准确性。随着待监测结构对安全性、功能性需求的日益提高,传感器优化布置越来越复杂,高效、高精度的结构状态变化数据采集系统也对传感器优化布置问题提出了更高的挑战。着重回顾并评述了传感器优化布置方法、评价方法等研究进展,提炼出传感器优化布置中亟待解决的输入参数与性能之间的耦合关系,可靠性分析,大规模传感器布置优化算法的精度、效率与评价等若干关键问题,并对此进行了未来发展展望,包括非完备信息与最优输入参数下传感器优化布置方法,基于信息融合技术的多类型传感器优化布置方法,传感器布置的多目标优化算法综合设计,基于人工智能的传感器优化布置算法策略,低信噪比、多工况下自适应的振动数据采集系统等重点发展方向。

摘要：阐述了结构健康监测的概念和内涵。详细介绍了结构健康监测系统的功能、组成和应用现状。结构健康监测系统设计标准化能够促进健康监测的应用和发展,具有重要的工程意义。对世界范围内相关研究进展进行了综述和评价。强调在我国建立监测系统设计标准的重要性,并提出了相应的说明和建议。设计标准可以分为总则、外观检查与无损检测、传感器的选择与布置、信息采集与处理系统、通信与传输系统、损伤识别和评估系统、应用实例等7部分。结构健康监测系统设计标准的实现将有力地推动健康监测的研究。

摘要：在满足健康监测系统的数据采样、通信容量等需求,考虑经济成本和工程可实现性等条件开发一种经济、实用、通用化的数据采集和通信系统是当前一个研究热点。一种经济、实用的数据采集和通信原型设计方案为:采用高速单片机ATmega8作为数据采集的前端,其内部集成10位模数转换器,配合相应的信号调理电路完成信号的采集,使用RS485总线标准构建通信网络完成PC各个采集终端到主机的通信。对数据采集前端通过仿真进行验证,验证结果表明该设计的可行性。

摘要：柔性压阻应变传感器具备量程大、共形能力强、稳定性好等优势,为解决传统应变传感器量程小和灵敏度低等难题提供新途径,在土木工程领域结构健康监测中有很大的应用潜力。在介绍柔性压阻应变传感器常用的材料及其传感机理基础上,归纳并总结了3种典型压阻传感原理的传感机制、传感器结构设计和制备方法以及在结构健康监测中的应用等三方面的研究现状。通过探讨材料选择、导电网络优化设计对传感性能调控的影响,发现采用复合导电填料和微观结构设计能一定程度提高传感性能;现阶段制造高性能且适应工程环境的柔性压阻应变传感器面临长期使用过程的性能下降、工程环境下的稳定性、监测系统集成维护等挑战;对于柔性压阻传感器的选择策略,建议选择碳系导电材料,选择不同主导的导电效应来满足对不同应变监测的需求;同时,展望了柔性压阻应变传感器在建筑结构智慧运维中的发展趋势。

摘要：对飞行器结构中的裂纹、腐蚀、脱层、材料性能退化及其它损伤进行及时且准确的检测是确保服役飞行器安全可靠运行的必要手段。结构健康监测是确定结构完整性的革命性创新技术,它在飞行器的结构设计、飞行及维护过程中都可发挥重要作用,它的使用可以提高飞行安全性、降低维护成本。本文简要介绍结构健康监测的系统组成、基本原理及关键技术,并通过实例阐述了基于智能层的结构健康监测技术在飞行器上的应用情况。

摘要：古建筑具有极其宝贵的历史、文化、艺术和科学研究价值。通过基于3×3耦合器的M-Z干涉解调技术和Lab VIEW相结合的方法,设计了古建筑结构健康监测系统,实现了干涉仪信号的采集、处理、保存、波形显示和变化量的跟踪显示、频谱分析、预警等功能,不仅能够避免光源强度与干涉条纹对比度变化对测量结果的影响,而且操作简单,设备成本低。设计了光纤光栅应变传感实验测试系统性能,结果表明相位变化与应变呈良好的线性关系,测量误差为1.4%。

摘要：大连梭鱼湾足球场的屋盖结构是基于张拉结构延拓的一种自平衡外凸形轮辐式索网结构。为保证延拓设计后的结构安全和解决新型大跨空间结构形式健康监测的重点及难点,针对大连梭鱼湾足球场的罩棚结构建立了由结构层、传感层、数据采集与分析层组成的结构健康监测系统,动态监测结构在多种环境荷载下的实时响应。获取了外荷载由索撑体系中的径向承重索传递至外环柱撑体系中摇摆柱和柱间人字斜撑的体系间荷载传递路径,以及索撑体系中“稳定索-撑杆-承重索”和柱撑体系中“摇摆柱-斜撑”的荷载传递路径和协同受力响应。结果表明,由健康监测系统获取的拉索与重要连接构件在七级风荷载和温度荷载下的索力分别为45kN和85kN,可用于实时评估结构的安全状态。此外,克服温度影响误差的长期监测结果显示结构的最大应力变化约为3MPa。

摘要：水下盾构隧道结构健康监测系统对于指导水下盾构隧道运营期维护管理工作具有重要意义。探讨大型水下盾构隧道结构健康监测系统的组成、监测重点、系统设计要点、数据管理模式等关键问题,并将其应用于南京扬子江隧道结构健康监测系统的构建。基于监测系统几个月的监测数据,分析水下盾构隧道结构随外载环境变化的响应规律。建立基于在线监测数据的隧道运营安全状况的实时模糊综合评价模型,其中采用三标度法确定权重,采用正态分布型函数确定隶属度,最终实现了对南京扬子江隧道结构健康状况的实时评价和预警。研究方法与思路对类似工程具有借鉴意义。

摘要：将无线传感网络引入结构健康监测中。根据无线传感网络的体系结构和性能标准,提出了应用在结构健康监测里的一些特殊需求。设计了一套实验系统,在此基础上,开发出几种网络协议和应用程序,实现了多跳路由,多参数采集和网络抗毁性,并应用这些程序,协同完成了载荷定位和紧固连接件松动诊断。实验证明,无线传感网络在结构健康监测中应用前景广阔。