結構健康監(jiān)測中的傳感器優(yōu)化配置研究.pdf

1、結構健康監(jiān)測系統現已廣泛地應用于航空航天、土木工程、海洋平臺等大型復雜結構中?；谡駝拥脑囼災B(tài)分析法在結構健康監(jiān)測領域具有廣闊的應用前景,而傳感器布設的位置與數量則對試驗結果起著至關重要的影響,它是提取有效損傷信息的重要保障。如何將有限的傳感器布設在結構的合理位置以更好地獲取結構的動力響應信息是本文的主要研究內容。
　　 本文對遺傳算法和模擬退火算法進行改進,構造了自適應模擬退火遺傳算法。以應變模態(tài)準則為優(yōu)化原則,以某型戰(zhàn)斗機

2、的復合材料機翼盒段模型為研究對象,開展了傳感器優(yōu)化配置的研究工作。
　　 所做的工作如下:
　　 首先,闡述了基于振動的模態(tài)分析基本理論,分析了位移模態(tài)和應變模態(tài),得出應變模態(tài)比位移模態(tài)更能反映結構的微小變化信息的結論,因此構造了應變模態(tài)保證準則;
　　 其次,介紹了遺傳算法和模擬退火算法,針對兩種算法的優(yōu)缺點,對標準遺傳算法和模擬退火算法進行改進,提出了自適應模擬退火遺傳算法。文中詳細介紹了算法實現的原理和步驟

3、,并算例驗證了該算法的有效性;
　　 再次,用有限元軟件ANSYS構建了能夠充分體現機翼盒段結構幾何構形的有限元模型,對模型進行模態(tài)分析,獲得了結構的應變模態(tài)矩陣和位移模態(tài)矩陣;
　　 最后,在MATI_,AB環(huán)境下,分別基于應變模態(tài)準則和位移模態(tài)準則,應用本文所提出的自適應模擬退火遺傳算法進行機翼盒段的傳感器優(yōu)化配置,得到了滿足設計要求的優(yōu)化結果。此外,利用GUI技術開發(fā)了用于大中型結構健康監(jiān)測技術中的傳感器數目與位置