1 緒論 1.1 支擋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的意義 1.2 結(jié)構(gòu)損傷診斷的研究與應(yīng)用 1.2.1 結(jié)構(gòu)損傷診斷概述 1.2.2 基于頻率的損傷識別技術(shù) 1.2.3 基于振型的損傷識別技術(shù) 1.2.4 基于遺傳算法的損傷識別技術(shù) 1.2.5 基于小波分析的結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù) 1.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀2 模態(tài)分析基本理論 2.l振動結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)模型 2.2 振動結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的實模態(tài)分析 2.2.1 無阻尼系統(tǒng)的模態(tài)分析 2.2.2 比例阻尼系統(tǒng) 2.3 一般阻尼系統(tǒng)的復(fù)模態(tài)分析 2.3.1 單自由度系統(tǒng) 2.3.2 多自由度系統(tǒng) 2.4 模態(tài)分析的拉氏變換方法 2.4.1 傳遞函數(shù)與頻響函數(shù) 2.4.2 頻響函數(shù)的物理意義 2.4.3 系統(tǒng)頻響函數(shù)與模態(tài)參數(shù)的關(guān)系 2.4.4 脈沖響應(yīng)函數(shù) 2.4.5 頻響函數(shù)的模態(tài)展式3 支擋結(jié)構(gòu)模態(tài)測試技術(shù) 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(shù) 3.3.1 振動信號測量 3.3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 3.3.3 傳感器布置原則 3.3.4 混頻現(xiàn)象的控制 3.4 沖擊試驗 3.4.1 單次沖擊激勵力譜 3.4.2 隨機(jī)沖擊激勵力譜 3.4.3 DFC-2高彈性聚能力錘性能及控制技術(shù) 3.4.4 沖擊試驗中應(yīng)注意的問題 3.5 支擋結(jié)構(gòu)實驗?zāi)B(tài)預(yù)實驗分析 3.5.1 傳感器的優(yōu)化配置 3.5.2 實驗激勵點(diǎn)和響應(yīng)點(diǎn)的選取步驟及結(jié)果 3.6 支擋結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗 3.6.1 懸臂板式擋墻模態(tài)試驗 3.6.2 現(xiàn)場支擋結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗4 支擋結(jié)構(gòu)動態(tài)信號后處理技術(shù) 4.1 引言 4.1.1 模擬信號的離散化 4.1.2 混頻效應(yīng)、時域和頻域采樣定理 4.1.3 泄漏和窗函數(shù) 4.2 動測信號的預(yù)處理方法 4.2.1 消除多項式趨勢項 4.2.2 采樣數(shù)據(jù)的平滑處理 4.3 動測信號的頻域處理方法 4.3.1 傅里葉變換 4.3.2 選帶分析技術(shù) 4.3.3 隨機(jī)振動信號的頻譜處理技術(shù) 4.3.4 平均技術(shù) 4.4 動測信號的時域處理方法 4.4.1 數(shù)字濾波 4.4.2 振動信號的積分和微分變換 4.4.3 隨機(jī)振動信號時域處理方法5 支擋結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別技術(shù) 5.1 模態(tài)參數(shù)識別的概念 5.2 模態(tài)參數(shù)識別方法分類 5.2.1 按處理各階模態(tài)耦合所采用的方法分類 5.2.2 按模態(tài)參數(shù)識別手段分類 5.2.3 按輸入輸出數(shù)目分類 5.2.4 按識別域分類 5.2.5 按工作狀態(tài)分類 5.3 EMA(試驗?zāi)B(tài)參數(shù))頻率識別方法 5.3.1 傳遞函數(shù)分析 5.3.2 變時基頻響函數(shù)分析 5.3.3 導(dǎo)納圓擬合法 5.3.4 *小二乘迭代法 5.3.5 加權(quán)*小二乘迭代法 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(tài)參數(shù)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(fù)指數(shù)法 5.4.4 ARMA模型時間序列分析法 5.4.5 時域模態(tài)參數(shù)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 特征系統(tǒng)實現(xiàn)法 5.5.3 懸臂板式擋墻模態(tài)實驗分析結(jié)果 5.5.4 現(xiàn)場懸臂式擋土墻模態(tài)試驗分析成果6 支擋結(jié)構(gòu)數(shù)值模態(tài)分析技術(shù) 6.1 支擋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)低應(yīng)變動力響應(yīng)數(shù)值模擬 6.1.1 支擋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)低應(yīng)變動力響應(yīng)的有限元分析方法 6.1.2 支擋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)低應(yīng)變動力響應(yīng)的三維有限元模擬 6.2 支擋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡化動測數(shù)值模型 6.2.1 模型基本假定 6.2.2 土體附加參數(shù)理論分析 6.3 參數(shù)識別的有限元優(yōu)化設(shè)計 6.3.1 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型 6.3.2 優(yōu)化設(shè)計的基本概念 6.3.3 有限元優(yōu)化技術(shù) 6.3.4 收斂準(zhǔn)則 6.3.5 土體附加參數(shù)識別步驟 6.4 土體附加參數(shù)識別結(jié)果分析 6.4.1 結(jié)果對比分析 6.4.2 阻尼影響分析7 基于模態(tài)參數(shù)的支擋結(jié)構(gòu)損傷識別 7.1 支擋結(jié)構(gòu)損傷識別指標(biāo) 7.1.1 模態(tài)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(jié)構(gòu)系統(tǒng)損傷識別的改進(jìn)多種群遺傳算法 7.2.1 改進(jìn)多種群遺傳算法 7.2.2 整體損傷識別方法 7.2.3 分區(qū)損傷識別方法8 支擋結(jié)構(gòu)動測信號的時頻分析 8.1 支擋結(jié)構(gòu)動測信號的一般時頻分析 8.1.1 支擋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動測信號的短時傅里葉變換 8.1.2 支擋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動測信號的Wigner-Ville分布 8.2 支擋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動測信號的小波分析 8.2.1 小波變換的基本原理 8.2.2 多分辨率分析與Mallat算法 8.2.3 小波包分析9 支擋結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的能量譜分析 9.1 支擋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的多尺度損傷分析原理 9.1.1 結(jié)構(gòu)動力系統(tǒng)描述 9.1.2 信號的多尺度表示及FOWPT算法 9.1.3 結(jié)構(gòu)動力系統(tǒng)的多尺度描述 9.1.4 結(jié)構(gòu)動力系統(tǒng)的多尺度損傷分析 9.1.5 結(jié)構(gòu)動力系統(tǒng)多尺度分解的噪聲魯棒性分析 9.2 基于能量譜的支擋結(jié)構(gòu)多尺度損傷分析 9.2.1 基于分解系數(shù)的能量譜小波包子帶能量譜 9.2.2 基于分解系數(shù)的小波包時頻能量譜 9.2.3 基于節(jié)點(diǎn)能量的小波包子帶能量譜 9.2.4 基于節(jié)點(diǎn)能量的小波包時頻能量譜10 支擋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)損傷預(yù)警方法 10.1 支擋結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的小波包能量譜的計算方法 10.1.1 小波函數(shù)的選擇 10.1.2 小波包分解層次的選擇 10.2 基于小波包能量譜的支擋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警方法 10.2.1 結(jié)構(gòu)特征向量和特征頻帶(時頻帶)的構(gòu)建 10.2.2 基于損傷特征向量的支擋結(jié)構(gòu)損傷特征指標(biāo) 10.2.3 支擋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警指標(biāo)的選擇 10.2.4 基于時頻特征向量的損傷預(yù)警指標(biāo)的預(yù)警效果11 環(huán)境激勵下的支擋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警方法 11.1 NEXT自然激勵響應(yīng)法 11.2 虛擬脈沖響應(yīng)函數(shù)法12 支擋結(jié)構(gòu)健康診斷儀的硬件設(shè)計 12.1 支擋結(jié)構(gòu)健康診斷儀硬件系統(tǒng)組成 12.1.1 無線加速度傳感器節(jié)點(diǎn) 12.1.2 下位機(jī) 12.1.3 上位機(jī) 12.2 zigBee技術(shù)及其協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 12.2.1 ZigBee技術(shù)發(fā)展概況 12.2.2 ZigBee技術(shù)特點(diǎn) 12.2.3 ZigBee與其他短距離無線通信技術(shù)的比較 12.2.4 ZigBee數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的原理 12.3 無線加速度傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計 12.3.1 無線加速度傳感器的工作原理 12.3.2 加速度傳感器的選擇 12.3.3 無線ZigBee模塊 12.3.4 ZigBee射頻模塊 12.3.5 電源模塊 12.3.6 其他外圍電路 12.3.7 外接941B型振動傳感器 12.4 下位機(jī)、上位機(jī)硬件設(shè)計 12.4.1 下位機(jī) 12.4.2 上位機(jī) 12.5 太陽能充電控制系統(tǒng)13 支擋結(jié)構(gòu)健康診斷儀軟件開發(fā) 13.1 IAR軟件開發(fā)環(huán)境 13.2 Zig,Bee協(xié)議棧實現(xiàn) 13.2.1 Z-Stact協(xié)議棧源程序 13.2.2 ZigBee星型網(wǎng)的組網(wǎng)設(shè)計與實現(xiàn) 13.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計 13.3.1 終端節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集的軟件程序 13.3.2 協(xié)調(diào)器軟件 13.3.3 工控機(jī)軟件 13.4 建立下位機(jī)與上位機(jī)的聯(lián)系 13.4.1 下位機(jī)工控機(jī)的設(shè)置 13.4.2 MR-900E(3G路由器)設(shè)置 13.4.3 上位機(jī)設(shè)置 13.4.4 數(shù)據(jù)共享 13.5 上位機(jī)的軟件 13.5.1 動測信號傳統(tǒng)分析 13.5.2 支擋結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警系統(tǒng)軟件參考文獻(xiàn)