支擋結構損傷識別與預警

《支擋結構損傷識別與預警》是2017年中國建築工業出版社出版的圖書，作者是陳建功。

基本介紹

• 中文名：支擋結構損傷識別與預警
• 作者：陳建功
• 出版社：中國建築工業出版社
• 出版時間：2017年9月1日
• 頁數：330 頁
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝
• ISBN：9787112205929

內容簡介

本書介紹了支擋結構損傷識別與預警的理論和方法。全書共分為13章，主要內容包括：緒論，模態分析基本理論，支擋結構模態測試技術，支擋結構動態信號後處理技術，支擋結構模態參數識別技術，支擋結構數值模態分析技術，基於模態參數的支擋結構損傷識別，支擋結構動測信號的時頻分析，支擋結構動力回響的能量譜分析，支擋結構系統損傷預警方法，環境激勵下的支擋結構損傷預警方法，支擋結構健康診斷儀的硬體設計和軟體開發。

目錄

1 緒論

1．1 支擋結構健康監測的意義

1．2 結構損傷診斷的研究與套用

1．2．1 結構損傷診斷概述

1．2．2 基於頻率的損傷識別技術

1．2．3 基於振型的損傷識別技術

1．2．4 基於遺傳算法的損傷識別技術

1．2．5 基於小波分析的結構損傷識別技術

1．3 遠程監控系統研究現狀

2 模態分析基本理論

2．1 振動結構的物理參數模型

2．2 振動結構系統的實模態分析

2．2．1 無阻尼系統的模態分析

2．2．2 比例阻尼系統

2．3 -般阻尼系統的復模態分析

2．3．1 單自由度系統

2．3．2 多自由度系統

2．4 模態分析的拉氏變換方法

2．4．1 傳遞函式與頻響函式

2．4．2 頻響函式的物理意義

2．4．3 系統頻響函式與模態參數的關係

2．4．4 脈衝回響函式

2．4．5 頻響函式的模態展式

3 支擋結構模態測試技術

3．1 概述

3．2 激勵方式與裝置

3．2．1 激勵方式

3．2．2 激勵裝置

3．2．3 激勵信號

3．3 時間歷程測試技術．

3．3．1 振動信號測量

3．3．2 數據採集系統

3．3．3 感測器布置原則

3．3．4 混頻現象的控制

3．4 衝擊試驗

3．4．1 單次衝擊激勵力譜．

3．4．2 隨機衝擊激勵力譜

3．4．3 DFC-2高彈性聚能力錘性能及控制技術

3．4．4 衝擊試驗中應注意的問題

3．5 支擋結構實驗模態預實驗分析

3．5．1 感測器的最佳化配置

3．5．2 實驗激勵點和回響點的選取步驟及結果

3．6 支擋結構模態試驗

3．6．1 懸臂板式擋牆模態試驗

3．6．2 現場支擋結構模態試驗

4 支擋結構動態信號後處理技術

4．1 引言

4．1．1 模擬信號的離散化

4．1．2 混頻效應、時域和頻域採樣定理

4．1．3 泄漏和窗函式

4．2 動測信號的預處理方法

4．2．1 消除多項式趨勢項

4．2．2 採樣數據的平滑處理

4．3 動測信號的頻域處理方法

4．3．1 傅立葉變換

4．3．2 選帶分析技術

4．3．3 隨機振動信號的頻譜處理技術

4．3．4 平均技術

4．4 動測信號的時域處理方法

4．4．1 數字濾波

4．4．2 振動信號的積分和微分變換

4．4．3 隨機振動信號時域處理方法

5 支擋結構模態參數識別技術

5．1 模態參數識別的概念

5．2 模態參數識別方法分類

5．2．1 按處理各階模態耦合所採用的方法分類

5．2．2 按模態參數識別手段分類

5．2．3 按輸入輸出數目分類

5．2．4 按識別域分類

5．2．5 按工作狀態分類

5．3 EMA（試驗模態參數）頻率識別方法

5．3．1 傳遞函式分析

5．3．2 變時基頻響函式分析

5．3．3 導納圓擬合法

5．3．4 最小二乘疊代法

5．3．5 加權最小二乘疊代法

5．3．6 有理分式多項式方法

5．3．7 正交多項式方法

5．3．8 頻域模態參數識別方法比較

5．4 EMA時域識別方法

5．4．1 ITD方法

5．4．2 STD方法

5．4．3 復指數法

5．4．4 ARMA模型時間序列分析法

5．4．5 時域模態參數識別方法比較

5．5 整體識別方法

5．5．1 整體正交多項式法

5．5．2 特徵系統實現法

5．5．3 懸臂板式擋牆模態實驗分析結果

5．5．4 現場懸臂式擋土牆模態試驗分析成果

6 支擋結構數值模態分析技術

6．1 支擋結構系統低應變動力回響數值模擬

6．1．1 支擋結構結構系統低應變動力回響的有限元分析方法

6．1．2 支擋結構系統低應變動力回響的三維有限元模擬

6．2 支擋結構系統簡化動測數值模型

6．2．1 模型基本假定

6．2．2 土體附加參數理論分析

6．3 參數識別的有限元最佳化設計

6．3．1 最佳化設計的數學模型

6．3．2 最佳化設計的基本概念

6．3．3 有限元最佳化技術

6．3．4 收斂準則

6．3．5 土體附加參數識別步驟

6．4 土體附加參數識別結果分析

6．4．1 結果對比分析

6．4．2 阻尼影響分析

7 基於模態參數的支擋結構損傷識別

7．1 支擋結構損傷識別指標

7．1．1 模態平均曲率差MMCD

7．1．2 柔度差平均曲率FDMC

7．1．3 損傷程度識別

7．1．4 算例分析

7．2 支擋結構系統損傷識別的改進多種群遺傳算法

7．2．1 改進多種群遺傳算法

7．2．2 整體損傷識別方法

7．2．3 分區損傷識別方法

8 支擋結構動測信號的時頻分析

8．1 支擋結構動測信號號一般時頻分析

8．1．1 支擋結構系統動測信號的短時傅立葉變換

8．1．2 支擋結構系統動測信號的Wigner-Ville分布

8．2 支擋結構系統動測信號的小波分析

8．2．1 小波變換的基本原理

8．2．2 多解析度分析與Mallat算法

8．2．3 小波包分析

9 支擋結構動力回響的能量譜分析

9．1 支擋結構系統的多尺度損傷分析原理

9．1．1 結構動力系統描述

9．1．2 信號的多尺度表示及FOWPT算法

9．1．3 結構動力系統的多尺度描述

9．1．4 結構動力系統的多尺度損傷分析

9．1．5 結構動力系統多尺度分解的噪聲魯棒性分析

9．2 基於能量譜的支擋結構多尺度損傷分析

9．2．1 基於分解係數的能量譜小波包子帶能量譜

9．2．2 基於分解係數的小波包時頻能量譜

9．2．3 基於節點能量的小波包子帶能量譜

9．2．4 基於節點能量的小波包時頻能量譜

10 支擋結構系統損傷預警方法

10．1 支擋結構動力回響的小波包能量譜的計算方法

10．1．1 小波函式的選擇

10．1．2 小波包分解層次的選擇

10．2 基於小波包能量譜的支擋結構損傷預警方法

10．2．1 結構特徵向量和特徵頻帶（時頻帶）的構建

10．2．2 基於損傷特徵向量的支擋結構損傷特徵指標

10．2．3 支擋結構損傷預警指標的選擇

10．2．4 基於時頻特徵向量的損傷預警指標的預警效果

11 環境境勵下的支擋結構損傷預警方法

11．1 NExT自然激勵回響法

11．2 虛擬脈衝回響函式法

12 支擋結構健康診斷儀的硬體設計

12．1 支擋結構健康診斷儀硬體系統組成

12．1．1 無線加速度感測器節點

12．1．2 下位機

12．1．3 上位機

12．2 ZigBee技術及其協定標準

12．2．1 ZigBee技術發展概況

12．2．2 ZigBee技術特點

12．2．3 ZigBee與其他短距離無線通信技術的比較

12．2．4 ZigBee數據採集系統採集數據的原理

12．3 無線加速度感測器節點硬體設計

12．3．1 無線加速度感測器的工作原理

12．3．2 加速度感測器的選擇

12．3．3 無線ZigBee模組

12．3．4 ZigBee射頻模組

12．3．5 電源模組

12．3．6 其他外圍電路

12．3．7 外接941B型振動感測器

12．4 下位機、上位機硬體設計

12．4．1 下位機

12．4．2 上位機

12．5 太陽能充電控制系統

13 支擋結構健康診斷儀軟體開發

13．1 IAR軟體開發環境

13．2 ZigBee協定棧實現

13．2．1 Z-Stack協定棧源程式

13．2．2 ZigBee星型網的組網設計與實現

13．3 數據採集系統的軟體設計

13．3．1 終端節點數據採集的軟體程式

13．3．2 協調器軟體

13．3．3 工控機軟體

13．4 建立下位機與上位機的聯繫

13．4．1 下位機工控機的設定

13．4．2 MR-900E（3G路由器）設定

13．4．3 上位機設定

13．4．4 數據共享

13．5 上位機的軟體

13．5．1 動測信號傳統分析

13．5．2 支擋結構損傷預警系統軟體

參考文獻