土木工程的结构监测思考

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结构动力修改的方法很多，但目前还没有一个公认的权威的工程方法。主要是进行模态参数识别的频域和时域信号转换成频域信号可能会有所不同加收集和数据分析的频域窗口而致伤害导致损失的信息，以降低分辨率的伤害。从损伤检测的角度来看，时域信号中还含有大量的信息在频域分析未能充分利用易卜拉欣介绍ITD法在20世纪70年代初，许多基于时域信号分析电力系统参数识别方法。如卡尔曼滤波、随机减量法、时序分析法、MA模型和ARMA模型、Pronny估计、最大熵估计、极大似然估计、优化方法等[2]。

在结构局部损害且程度较轻时，结构模态参数没有改变的结构的局部损伤，并在较小程度上，当原来的频率的结构，或模态阻尼的MAC值的两个变化时，不能有效地显示出结构损伤。Farrar用实验和有限元模拟等方法得到到的动力学参数结构的桥，这座桥结构构件不同程度的损伤，字相比原来的频率，模态阻尼和MAC值，结果显示只有字梁断裂程度的截面积的一半以上的上述参数与结构完整，有显着的差异时，结构的破坏是非常严重的，并在模态节点处所收集到的信息，也没有明显的变化。当这桥梁结构中的工字梁发生不同程度损伤时，比较原始频率、模态阻尼，以上各参数才与完好结构有明显的差异。最近，一些学者模态分析和应变模态法，刚度或弹性变化的方法，模态曲率法，柔度曲率法，频率响应函数曲率法，破坏指数的损害的检测方法，上述方法的基础上改进方法损伤检测灵敏度有所增加。提出了如应变模态方法、刚度或柔度改变法、模态曲率方法、柔度曲率方法、频响函数曲率方法、损伤指数法等结构损伤检测方法，以上方法进行损伤检测的敏感程度都有提高。

Farrar等也比较的的损伤指数方法来改变的刚性和弹性的方法，模态曲率法，柔度曲率的损伤检测数据的方法，结果表明，不管是什么样的条件下，排列稀疏的传感器收集信号是测试的伤害不能被检测到和损伤位置是不确定的。传感器的布置密度的增加，损伤指数的方法是能够识别和定位的破坏程度，以及使用的模式形状没有质量标准化，环境激励的在线损伤检测该方法的应用。在有限元模型的损伤模拟方面，Farrar等提出了将原有相互连结的单元划分为分离形式的方法，也有研究者采用降低单元刚度的方法。通过过对损伤检测方法精度的对比，比对的方法的特征参数，改进的刚度变化，变化的方法的灵活性，矩阵光标方法，结果表明，该矩阵的光标的损伤的方法是最敏感的，其余的依赖于测试数据的准确性。

还有报道是将模态参数组合起来作为损伤评价的标准。比如将结构损伤后的第i个和第j阶模式的结构损伤检测的分析的特征参数的比率的平方的频率变化，所以，每一个单元可以计算出参数的损害所标识的位置，所以这个所得参数的大小，但也得到损伤的程度。通过数值模拟表明，显着影响上的结构细观损伤法官的参数。从而获得的损伤指数DS判断损伤位置，但与损伤的程度无关。模态分量的基础上，先前的判断、资料，原来的频率，和一个小的节点的参数组合，形成一个多层次的框架结构损伤检测网络，数值模拟和实验验证结果表明，通过网络使用这个组合的参数模型误差相对较小，有一个非常强大的，具有很好的识别，以确定结构的损伤位置和损伤程度的影响。

综上所述，模态参数的组合和数学方法可以提高损伤识别的灵敏度。通过参考损伤诱导的载体构建一个模态的测试数据，以确定的方法的结构损伤。伤害诱导的载体可以快速排除没有损坏的部件，减少了识别范围，计算量也小，该方法也可以判断轻微损坏的结构。使用遗传算法，以确定结构的损伤位置和损伤程度，所使用的信息中识别的遗传算法的结构之前，原始的第二次频率和相应的模式的形状或结构的前三个原始频率和第一阶模式，表明遗传算法来找到最佳的解决方案的优势鲜为人知的信息。使用技术分析和处理模态参数的支持向量机（SVM），并与神经网络技术相结合，以确定结构的损伤。模态分析的结构的整体测试的方法，使用的模态被限制到低级别的区域，检测的结构应该更容易建立的有限元模型，以便响应预测。（本文作者：李玲 单位：宁波杉工结构监测与控制工程中心有限公司）