测量误差处理论文提纲

论文题目：数据质量对大跨桥梁健康状态识别影响的研究

摘要：本课题以大跨悬索桥支承索的健康状态识别为抓手,主要研究了由风振、噪声等外界作用产生干扰因素导致随机测量误差和预应力施加偏差以及主塔、加劲梁关键部位发生损伤情况下,产生的不同质量的被监测应变数据对吊杆或主缆锚固区域随机发生程度为30%以内的损伤后健康状态识别效果的影响。主要工作如下:第一部分,分析大跨悬索桥支承索健康状态识别的结构响应参数。通过对被监测支承索在出现损伤后相对于完好时支承索的轴向应变的变化进行分析,发现受损支承索的轴向应变变化明显,且周围未受损支承索的轴向应变变化较小即周围支承索的轴向应变因损伤支承索而产生的干扰较弱,故选取支承索的轴向应变作为结构响应参数开展健康状态识别的后续研究。第二部分,开展随机测量误差下的健康状态识别研究。对风振、噪声等外界作用因素导致出现随机测量误差后的悬索桥开展健康状态识别。研究表明,当随机测量误差的标准差为0.5%时,对应变数据的质量产生影响较小,可开展有效的识别;当随机测量误差的标准差为0.75%,1.5%时,健康状态识别失效。第三部分,开展模型偏差下的健康状态识别研究。对出现预应力偏差以及主塔、加劲梁发生损伤导致被监测部位的应变出现偏差下的悬索桥开展健康状态识别。研究表明,当预应力偏差的标准差为5%时与主塔、加劲梁关键部位损伤的标准差为5%,10%时以及在预应力偏差的标准差为5%跟主塔、加劲梁关键部位损伤的标准差为5%共同作用时,能做出有效的健康状态识别。第四部分,随机测量误差修正。考虑随机测量误差可通过多次获取被监测应变取平均值的方法来减轻误差影响,对存在随机测量误差的悬索桥采用此方法继续开展健康状态识别研究。研究表明,当随机测量误差的标准差为1.5%时,经10次以上数据采集平均处理后,能做出有效的健康状态识别;当随机测量误差的标准差为2.5%与3.75%时,经30次数据采集平均处理,也能进行有效识别。最后,开展综合偏差下的健康状态识别研究。对在工程实际中遭受随机测量误差与模型偏差共同作用下的悬索桥开展健康状态识别。研究表明,当随机测量误差经30次采集平均处理且随机测量误差的标准差为1.25%,预应力偏差的标准差为5%,主塔、加劲梁关键部位损伤的标准差为5%时,应变数据对健康状态识别的效果虽仍存在着一定的不利影响,但影响不足以干扰健康状态识别的有效性,即可进行有效的健康状态识别。

关键词：悬索桥;吊杆;主缆;随机测量误差;模型偏差;结构健康监测;损伤识别

学科专业：工程力学

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 悬索桥简介

1.3 结构健康监测概述

1.3.1 结构健康监测技术的发展历程

1.3.2 健康监测应用于桥梁结构的发展历程

1.4 本文主要研究目的和内容

1.4.1 主要研究目的

1.4.2 主要研究内容

第二章 模型建立和健康状态识别的结构响应参数分析

2.1 有限元模型建立

2.1.1 研究对象背景简介

2.1.2 模型建立

2.2 健康状态识别的结构响应参数分析

2.2.1 支承索的损伤模拟

2.2.2 结构响应参数

2.3 本章小结

第三章 随机测量误差对健康状态识别的影响

3.1 引言

3.2 识别方法介绍

3.2.1 线性关系假说

3.2.2 多目标优化算法

3.3 随机测量误差下的健康状态识别研究

3.3.1 理想状态下的健康状态识别

3.3.2 随机测量误差下的健康状态识别

3.4 本章小结

第四章 模型偏差对健康状态识别的影响

4.1 引言

4.2 预应力偏差下的健康状态识别研究

4.2.1 预应力偏差的标准差为5%的健康状态识别

4.2.2 预应力偏差的标准差为10%的健康状态识别

4.3 关键部位受损下的健康状态识别研究

4.3.1 关键部位损伤的标准差为5%时的健康状态识别

4.3.2 关键部位损伤的标准差为10%的健康状态识别

4.4 模型偏差下的健康状态识别研究

4.5 本章小结

第五章 随机测量误差修正与综合偏差对健康状态识别的影响

5.1 引言

5.2 随机测量误差下健康状态识别方法修正

5.2.1 数据采集处理2 次后的健康状态识别

5.2.2 数据采集处理5 次后的健康状态识别

5.2.3 数据采集处理10 次后的健康状态识别

5.2.4 数据采集处理30 次后的健康状态识别

5.3 测量与模型偏差下的健康状态识别

5.4 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续研究展望

参考文献

致谢