基于小波-人工免疫算法的悬索桥结构损伤识别

来源 :长沙理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:q2316456q
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
悬索桥结构由于质量轻强度高已越来越多的应用在大跨度的工程建设中。悬索桥结构由于在使用过程中会受到环境、荷载等因素的影响,导致其出现损伤,对悬索桥结构的安全构成威胁,严重时可能造成灾难性事故。因此,研究悬索桥结构的损伤识别具有重要理论意义和工程应用价值。  小波分析是一种时频分析方法,具有多分辨分析功能,能够有效识别信号的奇异性,因而可以根据其特性来识别结构的损伤位置。人工免疫算法则结合了传统人工智能算法和生物免疫系统运行机理的优点,进而建立的一种具有优越的全局搜索能力的智能算法,具备很强的信息处理能力,可以运用于结构损伤程度的识别。本文以悬索桥结构的损伤识别问题为研究对象,将小波分析与人工免疫算法相结合,建立了一种基于小波-人工免疫算法的悬索桥结构损伤识别方法。  本文通过小波分析识别结构的损伤位置,采用人工免疫算法构造目标函数,以结构损伤位置和损伤单元数为目标函数的输入参量,通过编制人工免疫算法程序识别结构的损伤程度,给出了小波-人工免疫算法识别结构损伤的原理。  本文为了更好地识别悬索桥结构的损伤问题,分别运用欧氏距离和免疫遗传算法对传统的人工免疫算法进行优化,保证算法在求解搜索过程中不至于出现局部最优解,使得优化后的人工免疫算法计算收敛速度更快和效率更高。  本文建立了悬索桥结构的有限元模型,计算分析得到应变模态,利用MATLAB编制人工免疫算法程序。小波系数图中的模极大值点为结构的损伤位置,以损伤位置和损伤单元数作为人工免疫算法程序的已知量,程序输出参量为结构的损伤程度,并对欧式距离优化方法和免疫遗传算法的计算效率进行了对比分析。  本文分别研究了单跨和三跨悬索桥含有2处和3处损伤问题,建立结构有限元模型并进行数值模拟计算分析,应用小波分析方法识别悬索桥结构的损伤位置,在确定损伤位置和损伤单元个数的基础上应用优化后的人工免疫算法识别结构的损伤程度,数值模拟计算验证了方法的有效性。本文建立的小波-人工免疫遗传算法能够有效地识别悬索桥结构的损伤,具有一定的工程应用参考价值。
其他文献
在1994年美国北岭(Northridge)地震和1995年日本阪神大地震中,许多采用全焊接刚性连接的钢结构节点遭到了严重的脆性破坏,引起了工程技术人员对连接的重新审视。这两次地震后
在地震作用下,底框砖房结构下柔上刚,致使房屋侧向变形集中发生于刚度相对薄弱的底层,特别是当底层出现过大侧移将导致底层框架的上下端严重破坏,造成房屋坍塌,因此,如何提高
节段预制拼装桥梁因其具有良好的技术合理性、耐久性和经济性,在国内外得到了广泛应用。本文以南京长江四桥节段预制拼装4×50m连续刚构为工程背景,针对该类桥梁设计中的一些关
钢桥构件在长期、反复的车辆荷载作用下,常出现疲劳损伤并逐步累积,并往往会在没有明显征兆的情况下引发断裂破坏。随着钢桥服役年限和交通运输量的增长,钢桥的疲劳破坏问题已逐
地震液化是导致灾害的重要原因,给人类的生命和财产造成严重损失。液化问题是岩土地震工程研究的重要课题之一,历来受到国内外学者和工程界的高度重视。自1964年,地震液化问
软钢阻尼器是结构被动控制中耗能减震装置的一种,具有稳定可靠的工作性能和良好的耗能能力。剪切钢板阻尼器构造简单,性能稳定;低屈服点钢具有良好的延性,是理想的耗能材料。
在工程建设行业多阶段、多专业的配合过程中,设计阶段建筑与结构专业的信息共享与互用最为迫切和根本。在大多数情况下,建筑制图/建模与结构分析严重脱节,基于二维图纸低效的信
柱下条形基础加水板具有其独特的优点和良好的综合效益,目前这种结构做法已经在我国广泛应用,然面对这种新体系的协同工作性能和设计方法的研究几乎是空白。·本文针对柱下条
密肋复合墙结构是一种轻质、节能、抗震、施工快的新型建筑结构体系,具有很广的应用前景。课题组对密肋复合墙结构的抗震性能做了大量的研究工作,已经在密肋复合墙结构体系多层