深圳市民中心屋顶网架结构支撑钢牛腿的瞬时应力场识别

摘要

该文讨论了网架健康监测软件系统研究工作的一部分,其中包括:牛腿支座反力瞬时识别;牛腿焊缝及关键点应力分析;牛腿焊缝及关键点应力状态报警.所采取的研究方法为模糊数学中的模糊模式识别方法,并结合有限元分析方法,瞬时识别支撑钢牛腿的应力场.网架结构的支撑钢牛腿的安全对于整个结构的安全性能起着关键性作用.该文首先介绍了模糊模式识别方法的相关理论基础,详细阐述了结构智能健康监测中模糊模式识别方法的基本原理及实现过程.同时,为验证模糊模式识别方法用于支撑钢牛腿瞬时应力场识别的有效性可行性,及工程现场采用的数据采集设备的准确性,该文中设计出模型牛腿,并进行了模型实验,并对实验结果进行了系统地研究及分析.同时进行了牛腿上关键点选择的参数分析的讨论.最后,针对深圳市市民中心现场屋顶网架结构的智能监测系统,介绍了支撑钢牛腿的智能化监测方法.其中包括,基于模糊模式识别理论的牛腿瞬时荷载的自动识别、牛腿关键点的选择、及关键点工作状态的评估与报警等等问题.该文中,应用大型有限元计算软件ANSYS建立了钢牛腿的有限元模型,Ⅰ采用壳体单元进行分析.对其中重点监测的6个牛腿进行了在设计荷载下的静力计算分析,对各个牛腿的应力应变分布有一定程度的了解,确定了牛腿监测的关键区域及计算得到各需监测牛腿的应力场模式并存储下来.钢牛腿瞬时应力场识别完成后,可立即判断其应力是否超界.如果超界,可立即报警,并且每个牛腿任意时刻的应力场状态都可以清晰的显示在计算机屏幕上,便于工作人员操作监测整个结构的安全性.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题背景

1.2课题研究的目的及意义

1.3本课题国内外研究现状及问题

1.3.1国内外结构智能健康监测及诊断发展现状

1.3.2结构智能健康监测中各智能方法的应用

1.3.3有限单元分析方法

1.4深圳市民中心结构健康监测系统简介

1.5本文主要工作

第二章模式识别—模糊模式识别理论

2.1引言

2.2模式识别概念方法

2.3智能模式识别-神经网络法

2.4模糊模式识别

2.4.1模糊集合

2.4.2模糊集合隶属函数

2.4.3模糊模式识别直接、间接方法

2.5本章小结

第三章模型牛腿实验分析与研究

3.1引言

3.2结构模型实验

3.2.1结构实验设计

3.2.2结构实验荷载设备

3.2.3结构实验数据采集和测量仪器

3.2.4结构实验的数据处理

3.3钢牛腿应力场识别的原理

3.3.1应力场识别的基本原理

3.3.2电致传感系统的原理

3.3.3应力场模糊模式识别的基本原理

3.4钢牛腿应力场识别的试验研究

3.4.1牛腿模型的试验概况

3.4.2电致传感系统可靠性的验证

3.4.3牛腿模型应力场模糊模式识别的验证

3.5本章小结

第四章关键点选择的参数分析

4.1引言

4.2牛腿关键点的选取原则

4.3关键点选择的参数分析

4.3.1进行关键点选择参数分析的模型牛腿

4.3.2参数分析

4.4本章小结

第五章 深圳市民中心屋顶网架结构支撑钢牛腿应力场的模糊模式识别

5.1引言

5.2牛腿应力场模糊模式识别的基本方法

5.3钢牛腿上荷载作用形式

5.4支撑钢牛腿瞬时应力场模糊模式识别的仿真分析

5.4.1牛腿瞬时应力场识别的步骤

5.5基于模糊模式识别理论的牛腿瞬时应力场的识别

5.5.1模糊模式识别方法的优点

5.5.2 25号钢牛腿瞬时应力场模糊模式识别的仿真分析结果

5.6本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2进一步工作的展望

参考文献

作者攻读硕士学位期间发表和完成的论文及作者攻读硕士学位期间参与的研究课题

致谢