改進(jìn)遺傳模擬退火算法及其在結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別中的應(yīng)用.pdf

1、由于受到環(huán)境侵蝕、材料老化、交變荷載的疲勞效應(yīng)等因素的耦合作用，土木工程結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)達(dá)幾十年甚至上百年的使用過(guò)程中將不可避免地使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷。結(jié)構(gòu)的損傷不斷擴(kuò)展，累積到一定程度時(shí)會(huì)使結(jié)構(gòu)的抗力衰減，降低結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性，甚至導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，引發(fā)災(zāi)難性事故。因此，結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)已成為土木工程學(xué)科的重點(diǎn)研究方向，及時(shí)發(fā)現(xiàn)損傷并采取相應(yīng)的預(yù)防措施具有重要意義，而結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別則是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的核心內(nèi)容。目前采用智能算法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別

2、已成為一個(gè)熱點(diǎn)課題并取得了不錯(cuò)的成果，所以本文采用改進(jìn)遺傳模擬退火算法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別。
　　 遺傳算法具有較強(qiáng)的把握搜索過(guò)程總體的能力，但其局部搜索能力較弱，收斂速度慢;模擬退火算法具有較強(qiáng)的局部搜索能力。通過(guò)兩種算法的結(jié)合，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短并加以改進(jìn)，形成了一種性能更加優(yōu)良的改進(jìn)遺傳模擬退火算法。改進(jìn)后的算法具有良好的局部搜索能力和全局搜索能力，收斂速度也明顯提高。
　　 結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別包括損傷定位和損傷程度的識(shí)別。文

3、中采用有限單元法得到結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量矩陣、損傷前后的整體剛度矩陣和損傷后的頻率和振型;利用這些參數(shù)，采用殘余力向量法對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷定位;然后以節(jié)點(diǎn)的殘余力向量法構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，以單元?jiǎng)偠日蹨p系數(shù)為設(shè)計(jì)變量，應(yīng)用改進(jìn)的遺傳模擬退火算法分別對(duì)桁架結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷程度的識(shí)別，并將識(shí)別結(jié)果同其他識(shí)別方法進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了算法的有效性和可行性;模擬實(shí)際情況，文中還對(duì)添加噪聲情況下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了損傷識(shí)別，結(jié)果表明算法具有一定的抗噪性，有良好的實(shí)