基于无线传感技术的新型杂交空间结构健康监测

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1、学校代码：10270分类号：学号：122200686硕士学位论文基于无线传感技术的新型杂交空间结构健康监测数理学院业：应用数学研究方向：数学在结构工程中的应用研究生姓名：Hil指导教师：完成日期My)h海师范大学硕土学位论文本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合上海师范大学硕(博）士学位论文质量要求。答辩委员会签名：主席（工作单位、职称)：•舞^委员：丄上海师范大学硕士学位论文摘要作为一种高效的受拉构件，拉索被广泛的应用于实际工程中。索作为一种柔性构件，和其他受力构件有很大不同，索的张力大小直接决定了结构的整体性能。而且，索在正常

2、使用阶段，由于环境因素、自身应力松弛等原因索力常发生很大变化，达不到设计强度，因此对索在施工过程和正常使用阶段中进行检测和监测是非常必要的。本文根据现有的理论及工程应用实践，研究了应用无线健康监测系统对实际工程结构进行应变、温度以及索力监测的技术，具体内容如下：1）总结了索在不同边界条件下的振动微分方程，及相关的索力实用计算公式，并进行了数值验证。2）总结了无线传感网络的发展、网络拓扑关系，进行了大跨度索空间结构的无线健康监测系统设计和开发，包括整个无线传感网络系统的系统组件、通信协议和最终的系统构成。3）将开发的无线健康监测系统应

3、用于乐清体育中心体育馆的健康监测，获取了结构在环境激励下应变、温度等变化情况。4）应用开发的无线健康监测系统进行索的振动测试，基于振动法进行索力识别。并阐述了测试信号的理论研究，介绍了周期函数和非周期函数的傅立叶变换，进而导出了离散情况下的傅里叶变换及其逆变换，并分别从频域和时域角度，介绍了结构动力参数的识别方法。关键词：索；无线传感；索力识别；健康监测；模态识别II上海师范大学硕士学位论文AbstractAsaneffectiveconstructionmember,cableisincreasinglyusedinthelong

4、-spanspatialstructures.Cableisaflexiblememberintheconstructionprocessdifferentfromotherstructures.Sowemustfindeffectivewaytomonitortheforcechangeofcableduringthestretchingprocesstoensurethesafetyofconstruction,andthefinalmorphologyandtensilepropertiesisdependsonthestre

5、tchingprocessgreatly.Atthesametime，cablewillbesubjectedtotheprestressinglossduetorelaxation，somonitoringtheforcechangeofcableafterthestretchingprocessisverynecessary.Basedontheexistingtheory,monitoringstrainandtemperaturewithwirelessmonitoringsystemaswellasexcitingexpe

6、riments,specificallyasfollows:1)Thepapersummarizedtheprincipalofthevibration-frequencymethodtomeasurecableforce,introducedthelinearvibrationtheoryofcable,proposedthepracticalformulastocalculatethecableforceconsideringthecablesagandbendingstiffnesseffects,anddesignedcor

7、respondingcalculationcasestoverifytheaccuracyoftheformulas．2)Thepaperparticipatedindevelopinganewtypeofwirelesssensorsystemtomeasurecabletensionforce,andintroducedthedevelopmentofwirelesssensornetworks,networktopology,abovealldescribedtheentirewirelesssensornetworksyst

8、ems,communicationprotocolsandthefinalsystemconfigurationindetaily.3）ThroughthehealthmonitoringoftheYueqingSportsCente