智能結構的損傷診斷研究及其傳感器優(yōu)化配置

內容概要

本書介紹了智能結構的損傷診斷技術以及損傷診斷中傳感器優(yōu)化配置方面的研究。其主要內容包括：采用模態(tài)分析與神經(jīng)網(wǎng)絡結合技術建立智能結構的多級損傷診斷的網(wǎng)絡模型；在對傳統(tǒng)的基于頻率的結構損傷識別的機理進行闡述的基礎上，理論推導了改進的損傷定位指標；分析了應變模態(tài)進行損傷定位的局限性，并提出了相應的對策，結合應變模態(tài)具有的正交性，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，并研究了采用目前發(fā)展起來的改進遺傳算法對剩余的傳感器的布位進行組合優(yōu)化。    本書可供從事結構損傷診斷領域的研究人員閱讀參考，也可作為力學，土木、機械等相關專業(yè)的研究生的參考用書。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1　智能材料結構概述  1.2　智能結構的研究現(xiàn)狀  1.3　智能結構的研究內容  1.4　關于FBG智能復合材料結構  1.5　本書研究的目的  1.6　本書研究的主要內容第2章　損傷診斷策略  2.1  引  言  2.2　多級損傷診斷策略  2.3　神經(jīng)網(wǎng)絡技術  2.4　本章小結第3章　損傷診斷中模態(tài)頻率法與應變模態(tài)技術及其改進  3.1  引  言  3.2　模態(tài)分析的基本理論  3.3　基于模態(tài)頻率的損傷診斷  3.4　基于應變模態(tài)的損傷診斷  3.5　數(shù)值算例  3.6　本章小結第4章　基于神經(jīng)網(wǎng)絡的結構損傷診斷  4.1　引  言  4.2　神經(jīng)網(wǎng)絡的介紹  4.3　基于神經(jīng)網(wǎng)絡的多級損傷診斷  4.4　懸臂梁數(shù)值算例  4.5　本章小結第5章　鋼尺懸臂梁試驗研究  5.1　引言  5.2　試驗概況  5.3　網(wǎng)絡識別結果  5.4　本章小結第6章　FBG傳感器的優(yōu)化配置研究  6.1　引言  6.2　基于SMAC的應變傳感器優(yōu)化配置準則  6.3　傳感器位置的初步配置  6.4　應變傳感器位置優(yōu)化的遺傳算法  6.5　算例  6.6　本章小結第7章　總結與展望  7.1　總結  7.2　主要創(chuàng)新之處  7.3　展望參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒　論　　1.1　智能材料結構概述　　1.1.1　智能材料結構概念　　現(xiàn)代空間結構正在向著大型化、復雜化的方向發(fā)展，而這些大型復雜結構如飛機、航天飛機、高層建筑、離岸結構、新型橋梁、大跨度網(wǎng)架結構等在復雜的服役環(huán)境中將受到設計荷載的作用以及各種突發(fā)性外在因素（外來物沖擊、地震、爆炸等）的影響，從而在結構的不同位置造成不同程度的損傷。尤其是由復合材料制成的結構，在拉壓、沖擊或疲勞等荷載作用下，易產(chǎn)生裂紋、纖維脫黏或斷裂、脫層等多種形式的內部損傷，這些損傷的隱蔽性強，損傷類型和程度難以判斷，較難進行實時檢測。這些因素降低了結構工作的可靠性和安全性，如不及時發(fā)現(xiàn)和采取相應的措施，會造成結構損傷積累，必將導致結構的突然失效，造成人員傷亡和巨大的財產(chǎn)損失。為了保證結構的安全，就需要一個有效的結構健康監(jiān)測和損傷檢測方法，使損傷積累尚未到達威脅結構安全的程度之前就能夠被檢測出來，從而對損傷結構給予及時修復，保證結構的安全運行。目前，用傳統(tǒng)的無損檢測如超聲、x射線、CT掃描、渦流檢測法等方法對材料結構進行損傷檢測，檢測結果基本上能達到人們要求，但是它們所用的儀器笨重、復雜，費用昂貴，且需要大量人力，維護和維修周期較長，根本無法對結構進行實時檢測。另外，對于一些不可見、不開敞的部位，該類技術不僅無法實施，甚至要求結構的一些功能停止使用或停止工作。

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