摘要：为了从设计思想上保证结构具有良好的可监测性 ,使重要结构的安全运行确实得到保障 ,将损伤容限耐久性设计思想、现代智能测控技术、分布式数字信号处理技术和先进的在线故障诊断技术相结合 ,在总结相关学科领域研究进展的基础上 ,进行了多学科交叉和多方法、多技术的融合研究 。

摘要：对采用规则的动态数据进行结构损伤监测时,模式识别是一个有效的方法,人工神经网络作为匹配模式特征的系统方式广泛应用于模式识别研究中。人工神经网络设计是影响模型识别性能和效率的最基本因素。由Lam等人提出的贝叶斯人工神经网络设计法则为单隐层前馈人工神经网络确定大量隐性神经单元提供了严格的数学手段。本文的第一个目标是对贝叶斯人工神经网络设计法则进行拓展,包括选择隐层中神经单元的传递函数。所提出的法则具有高效的特点,适用于实时人工神经网络设计。目前,许多人工神经网络设计技术需要在训练前已知人工神经网络模型的类型,因此,最基本的问题是自动选择优化的人工神经网络模型类型的技术。由于模型参数和Ritz向量一般用于描述模式的特征,本文的第二个目标是采用模式识别对结构损伤监测中这两个模式特征进行比较。为了清楚判断这两个特征,研究中采用了IASC-ASCE准则。研究结果显示:采用模型参数进行训练的人工神经网络性能略优于采用Ritz向量进行训练的人工神经网络性能。

摘要：对于工程结构的损伤诊断,传统的检测方法需要铺设大量电缆,造成系统维护和更新费用高、机动性差、布线困难等问题。应用ZigBee无线传感器网络来替代现有电缆架构的传感器监测系统,扩大工程结构损伤监测范围,有效弥补了传统结构健康监测的缺陷。针对无线结构损伤监测的特点和需求,本文从系统组成、无线结构损伤节点、无线结构损伤监测网络、无线结构损伤定位与成像几个方面对工程结构损伤监测与诊断进行研究。通过无线传感器网络收集无线结构损伤节点信息,实现了对航空铝板结构损伤的多点监测与位置诊断。

摘要：为了保证钢混组合结构的正常使用和实现对PBL剪力键滑移损伤的有效监测,提出了一种基于压电陶瓷的钢混组合结构PBL剪力键滑移损伤监测方法。设计了两组钢混组合结构PBL剪力键滑移损伤监测试件,在其中一组试件的型钢与混凝土的接触界面涂了一层黄油,另一组则未涂黄油。在试件中布置压电智能骨料驱动器和压电陶瓷传感器采集滑移损伤的响应信号。研究结果表明:传感器接受到的信号幅值随滑移损伤程度加深而下降,其小波包能量也随着相对滑移量增加而下降;黄油使得钢混界面更加紧密,减少了应力波在传播过程中的耗散。

摘要：为解决预应力管道波纹管压浆质量的检测问题,该文提出一种基于压电陶瓷波动法的波纹管密实度检测方法,试验设计一个带有波纹管和预应力筋的混凝土试件,采用压电波动法对其压浆密实性进行监测试验研究,在预应力筋上固定1个嵌入式压电驱动器用以发射信号,传感器使用3个压电陶瓷PZT片分别布置在波纹管上下表面用以接收信号。试验设计了4种工况:灌浆0%、50%、90%及灌浆饱满。利用时域分析和小波包能量分析的方法判定波纹管的灌浆密实度。结合该文试验可以得到:随着试验的进行,波纹管的灌浆程度提高,信号幅值不断增加,即波纹管灌浆密实度越小,时域信号幅值和小波包能量值越小。

摘要：针对法兰连接构件中高强螺栓的松动问题,该文提出基于压电陶瓷的法兰连接中高强螺栓松动损伤监测方法,采用压电波动法对法兰连接中高强螺栓松动损伤进行监测试验研究,两个钢法兰通过4颗高强螺栓连接,在钢管表面预定位置粘贴压电陶瓷片,其中1个作为驱动器发射应力波信号,另外3个作为传感器接收应力波信号。试验包括健康状态、松动1颗、2颗、3颗、4颗高强螺栓共5个工况,法兰连接试件采用横向和竖向两种放置方式。试验中判断螺栓的松动损伤程度分析方法包括时域分析、频域分析以及小波包能量分析。结果表明:随着法兰连接试件之间的紧密性减小,时域、频域信号幅值均逐渐降低,小波包能量也会逐渐减少。