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1、第33卷第4期公路交通科技Vol．33No．42016年4月JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentApr.2016doi:10．3969/j．issn．1002-0268．2016．04．015温变影响下基于自联想神经网络的损伤检测1,213顾箭峰,邬晓光,李筠(1.长安大学公路学院,陕西西安710064;2.加拿大阿尔伯塔大学土木与环境工程学院,阿尔伯塔埃德蒙顿ABT6G1H9;3.石家庄市京昆高速公路京石管理处,河北石家庄050000)摘要:为避免基于结构频率的损伤检测法因温变影响而
2、出现误判,提出一种自联想神经网络(AANN)和奇异检测技术相结合的损伤检测方法,利用某桥梁结构健康监测(SHM)Benchmark试验结构的数值模型,分析温变和损伤对结构频率的影响,用温变影响下健康结构的前十阶竖向弯曲模态频率训练AANN来提取频率和温度的关系。为消除温变影响,构造网络输出与输入间的欧式距离作为损伤识别指标,对比结构未知状态和健康状态的指标值以判定结构是否存在损伤。通过在桥梁Benchmark结构中模拟多级损伤来验证该法的有效性,检测结果表明:该法不仅能可靠地检测温变影响下结构损伤的存在,且能定性地判别损伤程度的大小,并具有较强的抗噪声鲁棒性
3、,可为实际桥梁结构的在线健康监测提供参考。关键词:桥梁工程;损伤检测;AANN;Benchmark结构;温变;频率中图分类号:U446文献标识码:A文章编号:1002-0268(2016)04-0096-06DamageDetectionUsingAANN-basedMethodunderInfluenceofTemperatureFluctuation1,213GUJian-feng,WUXiao-guang,LIYun(1.SchoolofHighway,Chang’anUniversity,Xi’anShaanxi710064,China;2.Scho
4、olofCivilandEnvironmentalEngineering,UniversityofAlberta,EdmontonAlbertaABT6G1H9,Canada;3.ShijiazhuangManagementOfficeofBeijing-ShijiazhuangSectionofBeijing-KunmingExpressway,ShijiazhuangHebei050000,China)Abstract:Withtheintentionofavoidingthefalsediagnosescausedbytemperaturefluctu
5、ationusingthefrequency-basedstructuraldamagedetectionmethods,anapproachincorporatinganAANNandanoveltydetectiontechniqueisproposed.Anumericalmodelofabridgestructuralhealthmonitoring(SHM)Benchmarkstructureisusedtoinvestigatetheinfluencesoftemperaturefluctuationanddamageonstructuralfr
6、equencies.Thefrequenciesofthefirst10verticalflexuremodesoftheintactBenchmarkstructureundervaryingtemperaturesareusedtoqualitativelytrainanAANNforextractingthedependencyoffrequencyontemperature.Toeliminatetheinfluenceoftemperaturefluctuation,theEuclideandistancebetweentheoutputsandi
7、nputsofthisnetworkisthenformulated,anditisusedasadamageidentificationindex.Theseindicesofcandidatestatesarecomparedwiththoseofintactstatestodetectdamageoccurrence.SeveralsimulateddamagescenariosareintroducedintotheBenchmarkstructuretoverifytheavailabilityofthisapproach.Theresultsho
8、wsthattheproposedapproache
