本文關(guān)鍵詞：基于聲發(fā)射和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋼筋混凝土梁損傷演化分析

  更多相關(guān)文章： 健康監(jiān)測 聲發(fā)射 損傷評價 模式識別 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

【摘要】：隨著各種重大工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測和安全評估得到學術(shù)界、工程界和運營管理部門的廣泛關(guān)注,無損檢測技術(shù)越來越被人們所重視。聲發(fā)射技術(shù)作為一種新興無損檢測技術(shù),具有高靈敏度、非侵入性和在線連續(xù)檢測等其他常規(guī)無損檢測技術(shù)所無可比擬的獨特優(yōu)勢,可以進行結(jié)構(gòu)損傷的預(yù)警,有效地防止工程結(jié)構(gòu)破壞造成的人員傷亡、經(jīng)濟損失和負面的社會影響。本文采用SAEU2S集中式多通道USB聲發(fā)射檢測儀采集了試件梁損傷破壞過程的聲發(fā)射信號,利用相關(guān)AE特征參數(shù)分析方法和改進的聲發(fā)射信號評價準則,并結(jié)合模式識別技術(shù)研究梁在不同荷載水平下的損傷信號特征,發(fā)展總結(jié)一套結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測、安全評價以及智能識別損傷信號的方法,為聲發(fā)射技術(shù)服務(wù)于工程實際提供理論基礎(chǔ)和參考。(1)通過聲發(fā)射特征參數(shù)揭示鋼筋砼梁的損傷演化過程,具體是研究不同加載周期上升時間(RT)與幅值(DB)關(guān)聯(lián)分布圖,觀察梁損傷演化過程中聲發(fā)射信號特征。對不同幅值(DB)范圍AE信號所占比重進行了研究,發(fā)現(xiàn)高幅值信號的增多意味著裂縫的集中出現(xiàn)和發(fā)展。同時對上升時間(RT)分布規(guī)律及其曲線擬合進行分析研究,發(fā)現(xiàn)RT在各個區(qū)間的分布成指數(shù)函數(shù),擬合精度高均方差接近0.9。隨著損傷加劇,函數(shù)擬合系數(shù)|b|值表現(xiàn)為下降,a值表現(xiàn)為上升,通過上升時間分布指數(shù)函數(shù)擬合系數(shù)的變化可以準確捕捉到鋼筋混凝土梁的起裂點。研究表明梁損傷演化與AE參數(shù)密切相關(guān)。(2)在上述研究的基礎(chǔ)上,運用改進的聲發(fā)射評價準則,日本無損檢測學會(JSNDI)推薦的NDIS-2421定量評定標準,信號強度分析(ISA)技術(shù)和聲發(fā)射特征信號Kurtosis指標具體評價鋼筋混凝土梁的損傷演化過程,進一步定性及初步定量評估結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)和服役情況,判定梁在損傷演化過程中的4個典型失效階段,確定臨界點后進行數(shù)據(jù)劃分,以此建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)庫。(3)利用模式識別技術(shù)中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)方法,通過Matlab設(shè)計BP網(wǎng)絡(luò)模型,然后運用樣本數(shù)據(jù)庫訓(xùn)練并定型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而對梁損傷演化過程中4個典型失效階段的聲發(fā)射信號進行智能識別,為檢測識別梁的損傷程度,進一步評價結(jié)構(gòu)的安全性提供了一種新思路。
【關(guān)鍵詞】：健康監(jiān)測 聲發(fā)射 損傷評價 模式識別 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU375.1;TU317
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 課題背景及研究意義11-13
• 1.2 聲發(fā)射技術(shù)研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 聲發(fā)射技術(shù)在混凝土材料方面的試驗研究13-14
• 1.2.2 聲發(fā)射技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的試驗研究14-16
• 1.2.3 聲發(fā)射技術(shù)在工程實際應(yīng)用方面的研究16-18
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 聲發(fā)射檢測技術(shù)概述20-28
• 2.1 聲發(fā)射技術(shù)原理與優(yōu)勢20-21
• 2.2 聲發(fā)射檢測儀器工作原理21-22
• 2.3 聲發(fā)射信號波的反射與傳播22-23
• 2.4 聲發(fā)射信號處理和分析方法23-28
• 2.4.1 經(jīng)典聲發(fā)射信號處理和分析技術(shù)23-26
• 2.4.2 現(xiàn)代信號處理和分析技術(shù)26-28
• 第三章 聲發(fā)射試驗準備及試驗過程28-37
• 3.1 聲發(fā)射檢測系統(tǒng)28-31
• 3.1.1 SAEU2S集中式多通道USB聲發(fā)射檢測儀28-29
• 3.1.2 聲發(fā)射檢測門檻設(shè)置29-30
• 3.1.3 聲發(fā)射檢測時間參數(shù)設(shè)置30-31
• 3.2 靜態(tài)應(yīng)變檢測系統(tǒng)31-32
• 3.2.1 檢測儀器31-32
• 3.2.2 應(yīng)變片32
• 3.3 試驗加載裝置32-33
• 3.4 試件設(shè)計與制作33-35
• 3.4.1 試件設(shè)計33-34
• 3.4.2 試件制作34-35
• 3.5 試驗加載方案35-37
• 第四章 基于聲發(fā)射信號特征參數(shù)時序規(guī)律的損傷演化研究37-53
• 4.1 基于聲發(fā)射上升時間-幅值關(guān)聯(lián)圖的損傷演化特征描述37-41
• 4.2 基于聲發(fā)射信號幅值的損傷演化分析41-43
• 4.3 基于聲發(fā)射信號上升時間的損傷演化分析43-49
• 4.3.1 不同分布區(qū)間上升時間的分布規(guī)律及擬合關(guān)系43-49
• 4.4 上升時間分布擬合函數(shù)系數(shù)分析49-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 第五章 損傷演化過程中典型損傷階段臨界點的判定53-69
• 5.1 NDIS-2421準則評價鋼筋混凝土梁損傷演化53-56
• 5.1.1 評價準則的定義53-54
• 5.1.2 LR指標和CR指標的分析54-56
• 5.2 ISA信號強度準則評價鋼筋混凝土梁損傷演化56-63
• 5.2.1 強度準則的定義56-58
• 5.2.2 ISA信號圖的繪制與分析58-59
• 5.2.3 不同加載階段SR指標與HI指標分析59-61
• 5.2.4 HI指標與鋼筋應(yīng)變的擬合分析61-63
• 5.3 Kurtosis指標評價鋼筋混凝土梁損傷演化63-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 基于臨界點劃分的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練及損傷階段反演69-85
• 6.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究動態(tài)69-70
• 6.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理70-72
• 6.3 BP網(wǎng)絡(luò)模型識別損傷信號的技術(shù)方案72-73
• 6.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷信號識別模型在Matlab中的構(gòu)建73-81
• 6.4.1 網(wǎng)絡(luò)模型層數(shù)的設(shè)計73-74
• 6.4.2 網(wǎng)絡(luò)模型的輸入與輸出74-77
• 6.4.3 網(wǎng)絡(luò)模型輸入與輸出數(shù)據(jù)的歸一化77-78
• 6.4.4 網(wǎng)絡(luò)模型隱含層節(jié)點的設(shè)計78-79
• 6.4.5 網(wǎng)絡(luò)模型傳遞函數(shù)的選取79
• 6.4.6 網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練函數(shù)和學習函數(shù)的選取79-80
• 6.4.7 網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)的選擇80-81
• 6.5 BP網(wǎng)絡(luò)模型識別仿真81-84
• 6.6 本章小結(jié)84-85
• 第七章 結(jié)論與探討85-87
• 7.1 結(jié)論85-86
• 7.2 探討86-87
• 參考文獻87-94
• 致謝94-95
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況95

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉興遠,周珉,鄧安福;既有鋼筋混凝土梁工作特性數(shù)值分析[J];四川建筑科學研究;2002年04期

2 張慶霞;優(yōu)化鋼筋混凝土梁高取值[J];中國勘察設(shè)計;2004年05期

3 周澤平;王明洋;馮淑芳;錢七虎;;鋼筋混凝土梁在低速沖擊下的變形與破壞研究[J];振動與沖擊;2007年05期

4 何奕南;;鋼筋混凝土梁系列實驗的系統(tǒng)化教學改革[J];實驗室研究與探索;2007年12期

5 黃穎;張百勝;;鋼筋混凝土梁抗剪模型研究[J];山西建筑;2008年31期

6 黃毅;;鋼筋混凝土梁設(shè)計問題探討[J];企業(yè)科技與發(fā)展;2009年16期

7 向強;劉彤;王汝恒;;爆炸荷載作用下鋼筋混凝土梁的破壞模式研究[J];長江大學學報(自然科學版);2011年07期

8 李紫東;;鋼筋混凝土梁裂縫的分析和處理[J];中小企業(yè)管理與科技(下旬刊);2012年12期

9 ;鋼筋混凝土梁活動檢查架[J];鐵道建筑;1974年06期

10 孫汝彰;;單一圖解設(shè)計所有鋼筋混凝土梁的方法[J];公路;1980年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 祖東;師忠杰;;鋼筋混凝土梁的研究[A];河南省土木建筑學會2010年學術(shù)研討會論文集[C];2010年

2 張炎圣;陸新征;江見鯨;;鋼筋混凝土梁落錘實驗有限元模擬與分析[A];第六屆全國土木工程研究生學術(shù)論壇論文集[C];2008年

3 邱兆國;梁力;張鳳鵬;;含多類損傷鋼筋混凝土梁安全性評價方法及載荷影響研究[A];第22屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集第Ⅱ冊[C];2013年

4 任曉丹;;基于損傷理論的鋼筋混凝土梁剪切破壞模擬[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

5 馮淑芳;陳燦壽;王明洋;;低速沖擊作用下鋼筋混凝土梁的多階段離散模型研究[A];第一屆全國工程安全與防護學術(shù)會議論文集[C];2008年

6 謝靖中;李國強;江歡成;王國儉;;鋼筋混凝土梁的非線性均質(zhì)材料本構(gòu)等效[A];第十屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集第Ⅱ卷[C];2001年

7 劉軍;王克信;郁時煉;彭維斌;;鋼板—混凝土梁與鋼筋混凝土梁對比分析[A];第十二屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集第Ⅰ冊[C];2003年

8 閻西康;陳曉;陳培;;海水腐蝕下鋼筋混凝土梁正截面試驗研究及有限元分析[A];第21屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集第Ⅱ冊[C];2012年

9 馬淑娜;劉新宇;馬林建;張曉;;常規(guī)武器在土中二次爆炸后對鋼筋混凝土梁的動力響應(yīng)分析[A];第2屆全國工程安全與防護學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2010年

10 劉衛(wèi)東;鄭七振;;鋼筋混凝土梁抗彎加固對比試驗研究[A];首屆全國既有結(jié)構(gòu)加固改造設(shè)計與施工技術(shù)交流會論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 ;與鋼筋混凝土打交道的女學者[N];黑龍江日報;2004年

2 朱宏;淺析鋼筋混凝土梁裂縫成因及處理方法[N];晉中日報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張立明;基于現(xiàn)場暴露試驗與室內(nèi)耐久性試驗之間相關(guān)性的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究[D];南京航空航天大學;2014年

2 李可;碳纖維加固鋼筋混凝土梁疲勞性能研究[D];東南大學;2015年

3 趙亞平;鋼筋混凝土梁損傷診斷的振動模態(tài)分析方法[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2005年

4 劉永光;混凝土等效斷裂韌度的計算模式與鋼筋混凝土梁裂縫的診斷方法[D];天津大學;2007年

5 劉平;配置HRB500鋼筋混凝土梁的試驗及理論研究[D];河北工業(yè)大學;2012年

6 萬海濤;鋼筋混凝土梁、柱構(gòu)件抗震性能試驗及其基于變形性能的參數(shù)研究[D];華南理工大學;2010年

7 于磊;大尺寸鋼筋混凝土梁受剪試驗研究[D];大連理工大學;2013年

8 徐福泉;碳纖維布加固鋼筋混凝土梁靜載性能研究[D];中國建筑科學研究院;2001年

9 孟一;沖擊荷載作用下鋼筋混凝土梁的試驗及數(shù)值模擬研究[D];湖南大學;2012年

10 范國璽;鋼筋混凝土梁柱節(jié)點動態(tài)力學性能研究[D];大連理工大學;2015年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周淼;火災(zāi)高溫作用下鋼筋混凝土梁抗剪承載力研究[D];山東建筑大學;2015年

2 張麗媛;火災(zāi)與荷載耦合作用下鋼筋混凝土梁托柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的受力與變形規(guī)律分析[D];山東建筑大學;2015年

3 沈可新;凍融循環(huán)作用下鋼筋混凝土梁承載力研究[D];西安建筑科技大學;2015年

4 張浩;海洋環(huán)境損傷鋼筋混凝土梁在熱—力耦合作用下的受火性能試驗研究[D];青島理工大學;2015年

5 王鵬;凍融循環(huán)下CFRP加固受損鋼筋混凝土梁的力學性能研究[D];大連交通大學;2015年

6 劉振;火災(zāi)作用后鋼筋混凝土梁斜截面抗抗剪承載力分析[D];山東建筑大學;2015年

7 王光琦;鐵尾礦砂鋼筋混凝土梁抗彎性能試驗研究[D];華北理工大學;2015年

8 任艷霞;鋼板和碳纖維加固混凝土梁抗剪性能研究[D];河北工業(yè)大學;2015年

9 梁振剛;集中荷載作用下配斜筋鋼筋混凝土梁受剪承載力分析及試驗研究[D];長沙理工大學;2014年

10 鄒軒紅;鋼筋混凝土梁梁底裂縫發(fā)展對梁底應(yīng)變場分布的影響[D];重慶交通大學;2015年

，

本文編號：1056593