本文關(guān)鍵詞：基于遺傳算法的大型承載鋼結(jié)構(gòu)損傷診斷研究

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【摘要】：大型承載鋼結(jié)構(gòu)在工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,其安全性、可靠性和正常使用壽命越來越被人們所關(guān)注。大型承載鋼結(jié)構(gòu)在長期服役過程中,不斷的承受載荷循環(huán)加載、環(huán)境腐蝕、材料老化等因素的影響,會(huì)不可避免的出現(xiàn)損傷,及時(shí)進(jìn)行損傷診斷是保證其安全使用的第一步。大型承載鋼結(jié)構(gòu)的安全使用是工程運(yùn)行的基礎(chǔ),若發(fā)生事故直接帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,甚至造成人員傷亡。故進(jìn)行大型承載鋼結(jié)構(gòu)損傷診斷,不僅可以避免災(zāi)難性事故的發(fā)生,而且可以為工程正常運(yùn)行提供保障。目前大多數(shù)的損傷診斷方法僅限于在簡單結(jié)構(gòu)上的實(shí)現(xiàn),對(duì)于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的損傷診斷還存在只能診斷單損傷、診斷時(shí)間長等各種各樣的缺點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行多損傷位置和程度診斷,本文根據(jù)遺傳算法的多峰值優(yōu)化特性,開發(fā)了基于遺傳算法的大型承載鋼結(jié)構(gòu)損傷診斷程序,綜合考慮了單損傷和多損傷工況。首先,分析了結(jié)構(gòu)損傷診斷所用參數(shù),運(yùn)用ANSYS參數(shù)化編程語言建立了簡支梁和井架鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)值模型,通過有限元模態(tài)分析得到結(jié)構(gòu)完好狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)特性參數(shù),為后續(xù)的研究提供數(shù)值基礎(chǔ)。其次,針對(duì)遺傳算法收斂速度慢的情況,采用收斂速度快、避免種群早熟的自適應(yīng)遺傳算法進(jìn)行損傷診斷,通過對(duì)比兩種算法得出:對(duì)于簡支梁結(jié)構(gòu)損傷診斷,自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)于普通遺傳算法;對(duì)于井架鋼結(jié)構(gòu),普通遺傳算法不能實(shí)現(xiàn)損傷診斷,自適應(yīng)遺傳算法可實(shí)現(xiàn)單損傷診斷但診斷結(jié)果不夠精確。最后,根據(jù)僅應(yīng)用遺傳算法不能有效的實(shí)現(xiàn)大型承載鋼結(jié)構(gòu)的損傷診斷的結(jié)論,結(jié)合大型承載鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性,研究了基于結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力參數(shù)和遺傳算法的多損傷分步診斷方法。利用單元應(yīng)變模態(tài)和節(jié)點(diǎn)靜力位移診斷多損傷位置;提取定位出的損傷單元作為遺傳算法的編碼變量,應(yīng)用結(jié)構(gòu)固有頻率構(gòu)造遺傳算法目標(biāo)函數(shù),應(yīng)用遺傳算法診斷多損傷程度。通過在井架鋼結(jié)構(gòu)有限元模型上計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了單損傷、多損傷的位置和程度診斷。
【關(guān)鍵詞】：大型承載鋼結(jié)構(gòu) 遺傳算法 損傷診斷 井架鋼結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG115;TP18
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 大型承載鋼結(jié)構(gòu)損傷診斷的研究意義10-11
• 1.2 結(jié)構(gòu)損傷診斷方法的研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 基于靜態(tài)特性的損傷診斷方法研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 基于動(dòng)態(tài)特性的損傷診斷方法研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 基于智能計(jì)算的損傷診斷方法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.4 基于模型修正的損傷診斷方法研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 遺傳算法的發(fā)展現(xiàn)狀17-19
• 1.3.1 遺傳算法的應(yīng)用研究現(xiàn)狀17
• 1.3.2 遺傳算法在損傷診斷中的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 大型承載鋼結(jié)構(gòu)損傷診斷的發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.5 課題來源和主要內(nèi)容20-22
• 1.5.1 課題來源20
• 1.5.2 主要內(nèi)容20-22
• 第2章 大型承載鋼結(jié)構(gòu)模型的建立及分析22-29
• 2.1 簡支梁有限元模型的建立及分析22-24
• 2.1.1 有限元模型的建立22
• 2.1.2 數(shù)值分析22-24
• 2.2 井架鋼結(jié)構(gòu)有限元模型的建立及分析24-28
• 2.2.1 有限元模型的建立24-25
• 2.2.2 數(shù)值分析25-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于自適應(yīng)遺傳算法的單損傷診斷方法研究29-44
• 3.1 自適應(yīng)遺傳算法的原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)29-33
• 3.1.1 遺傳算法的原理29
• 3.1.2 自適應(yīng)遺傳算法的原理29-30
• 3.1.3 遺傳算法的實(shí)現(xiàn)技術(shù)30-32
• 3.1.4 基于自適應(yīng)遺傳算法的損傷診斷方法32-33
• 3.2 基于自適應(yīng)遺傳算法的動(dòng)力參數(shù)損傷診斷原理33-36
• 3.2.1 應(yīng)用固有頻率的損傷診斷原理33-34
• 3.2.2 應(yīng)用振型的損傷診斷原理34-35
• 3.2.3 構(gòu)造遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù)35-36
• 3.3 基于自適應(yīng)遺傳算法的簡支梁損傷診斷36-41
• 3.4 基于自適應(yīng)遺傳算法的大型承載鋼結(jié)構(gòu)損傷診斷41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 基于動(dòng)力參數(shù)和遺傳算法的多損傷分步診斷方法研究44-52
• 4.1 多損傷分步診斷原理44-46
• 4.1.1 利用動(dòng)力參數(shù)的損傷位置診斷原理44-45
• 4.1.2 利用動(dòng)力參數(shù)的損傷程度診斷原理45-46
• 4.2 損傷工況和模型的數(shù)值分析46
• 4.2.1 損傷工況46
• 4.2.2 模型的數(shù)值分析46
• 4.3 基于動(dòng)力參數(shù)的多損傷位置診斷46-49
• 4.4 基于遺傳算法的多損傷程度診斷49-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 基于靜動(dòng)力參數(shù)和遺傳算法的多損傷分步診斷方法研究52-62
• 5.1 多損傷分步診斷原理52-53
• 5.1.1 利用靜力參數(shù)的損傷位置診斷原理52-53
• 5.1.2 利用動(dòng)力參數(shù)的損傷程度診斷原理53
• 5.2 模型的數(shù)值分析和損傷工況53-55
• 5.2.1 損傷工況53-54
• 5.2.2 模型的數(shù)值分析54-55
• 5.3 基于靜力參數(shù)的多損傷位置診斷55-56
• 5.4 基于遺傳算法的多損傷程度診斷56-60
• 5.5 本章小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果69-70
• 致謝70-71
• 作者簡介71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 袁穎;林皋;柳春光;周愛紅;;遺傳算法在結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別中的應(yīng)用研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2005年04期

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5 朱宏平;余t，

本文編號(hào)：708116