基于遗传算法的梁类构件损伤识别ppt

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1、基于遗传算法的梁类构件动力损伤识别方法研究汇报内容1.选题的意义与研究现状2.论文主要研究内容与创新点3.梁类构件的动力学损伤识别模型4.基于遗传算法的损伤识别研究5.结论与展望21.选题的意义与研究现状1.1选题的意义图1.1莫斯科水上乐园屋顶坍塌图1.2宜宾南门大桥桥面断裂结构的损伤不能及时被发现并进行加固处理，则可能威胁到结构的安全，甚至会使结构失效，带来不可估量的经济损失和人员伤亡。31.选题的意义与研究现状1.2研究现状图1.3常用的动力损伤识别方法整体检测与局部检测相结合。缺点是：不能够准确得到损伤位置和程度

2、。本文方法：42.论文主要研究内容与创新点2.1研究主要内容梁类构件两端弹性约束与中间单元。（1）研究对象（2）研究目标能够定位定量识别梁类构件两端弹性约束和中间单元的损伤情况。（3）研究理论基础①Timoshenko梁模型②Timoshenko梁自由振动动力学方程③遗传算法优化理论52.论文主要研究内容与创新点图2.1利用遗传算法梁类构件损伤识别的基本结构图本文研究方法（4）62.论文主要研究内容与创新点2.2论文的创新点①建立Timoshenko梁类构件两端弹性约束损伤识别理论模型。推导出梁类构件中间某单元损伤时，在某

3、阶振型下引起梁上各个节点应变模态的变化量的理论公式。③利用一阶和二阶单元平均应变模态差的绝对值之和最小、三阶固有频率之差绝对值之和最小分别作为适应度函数，对弹性约束和中间单元不同位置、不同程度进行了损伤系数的优化识别识别结果较为准确。73.梁类构件的动力学损伤识别模型3.1Timoshenko梁损伤识别的动力学模型图3.1梁构件损伤识别的动力学模型（1）Timoshenko梁两端弹性约束损伤识别模型如图（3.1）为梁两端的弹性约束，模拟临近构件结点约束对本梁的影响情况两端简支梁两端完全固结弹性约束损伤的程度表达结点的损伤状

4、况83.梁类构件的动力学损伤识别模型（2）弹性约束梁损伤识别模型的振型方程自由振动形状函数表达式:弹性约束边界条件:（3-1）（3-2）（3-3）93.梁类构件的动力学损伤识别模型(3)弹性约束梁损伤识别模型频率方程如果（3-3）有非零解则其系数矩阵的行列式为零。其中：（3-4）103.梁类构件的动力学损伤识别模型由频率方程（3-4）由振型方程（3-3）表（3-1）梁的物理性质及其支座刚度表（3-2）求得固有频率和A，B，C，D的值113.梁类构件的动力学损伤识别模型1)频率方程得到的固有频率系数的值2)振型方程得到的振型

5、曲线图3.3函数的零点放大图图3.2函数的图象图3.4第一阶理论解振型图3.5第二阶理论解振型图3.6第三阶理论解振型123.梁类构件的动力学损伤识别模型3.2ANSYS建立弹性约束梁模型采用BEAM188单元进行划分20等分；一维弹簧单元COMBIN14对两端弹性约束进行模拟。图3.7ANSYS模型第一阶振型表（3-3）对称约束梁的物理性质及其支座刚度图3.8ANSYS模型第二阶振型图3.9ANSYS模型第三阶振型133.梁类构件的动力学损伤识别模型说明了用两端弹性约束Timoshenko梁模型对结构中的梁构件进行假设建

6、模具有合理性和可行性◆ANSYS模型和理论解析解的振型曲线图3.10ANSYS模型和理论模型解析解第一阶振型图图3.11ANSYS模型和理论模型解析解第二阶振型图图3.12ANSYS模型和理论模型解析解第三阶振型图表（3-4）理论模型与ANSYS模型的频率值143.梁类构件的动力学损伤识别模型3.3中间单元损伤识别理论公式单元发生损伤在第阶振型下节点处的应变模态差:对于多处损伤可由单处损伤进行线性叠加求得:（3-5）（3-6）154.基于遗传算法的损伤识别研究4.1弹性约束损伤系数的多元多峰值优化目标函数为损伤前后所有单元

7、的测量平均应变模态值的向量即：其中：为损伤前后所有单元的理论平均应变模态值的向量即：为损伤单元的刚度影响系数，为将梁构件划分的单元数。164.基于遗传算法的损伤识别研究4.2中间损伤单元应变残差改变量的多目标优化目标函数为优化子目标。为损伤前后单元的测量平均应变改变量与理论平均应变改变量。为损伤单元的刚度影响系数。为梁划分的单元数。174.基于遗传算法的损伤识别研究4.3遗传算法设置（1）编码：本文采用二进制编码，损伤识别的计算精度为0.001。（2）初始种群：80~120不等。（3）适应度函数：①②③（4）交叉概率：（根

8、据具体情况，有时候需要改变）本文用多点交叉（5）终止准则：①达到规定迭代的最大数目。②最优个体的适应度值在一个位置停留次数50代或相差很小184.基于遗传算法的损伤识别研究（1）functionsresult=myGAs(n,a,b,pc,pm,e,z,sumstep)（2）functionsresul