基于无线传感技术的新型杂交空间结构健康监测

摘要

作为一种高效的受拉构件，拉索被广泛的应用于实际工程中。索作为一种柔性构件，和其他受力构件有很大不同，索的张力大小直接决定了结构的整体性能。而且，索在正常使用阶段，由于环境因素、自身应力松弛等原因索力常发生很大变化，达不到设计强度，因此对索在施工过程和正常使用阶段中进行检测和监测是非常必要的。
　　本文根据现有的理论及工程应用实践，研究了应用无线健康监测系统对实际工程结构进行应变、温度以及索力监测的技术，具体内容包括：⑴总结了索在不同边界条件下的振动微分方程，及相关的索力实用计算公式，并进行了数值验证。⑵总结了无线传感网络的发展、网络拓扑关系，进行了大跨度索空间结构的无线健康监测系统设计和开发，包括整个无线传感网络系统的系统组件、通信协议和最终的系统构成。⑶将开发的无线健康监测系统应用于乐清体育中心体育馆的健康监测，获取了结构在环境激励下应变、温度等变化情况。⑷应用开发的无线健康监测系统进行索的振动测试，基于振动法进行索力识别。并阐述了测试信号的理论研究，介绍了周期函数和非周期函数的傅立叶变换，进而导出了离散情况下的傅里叶变换及其逆变换，并分别从频域和时域角度，介绍了结构动力参数的识别方法。

目录

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第1章 绪论

1.1 索力检测的工程背景

1.2 索结构在工程中的应用和特点

1.3 索的种类及其组成

1.4 拉索索力测试技术的发展

1.5 索力测试方法的对比

1.6 本文研究的内容

第2章 频率法测索力的基本理论及其索力计算的实用公式

2.1拉索的基本振动微分方程

2.2考虑特殊边界条件时索的振动方程

2.3索力计算的实用公式总结

2.4数值算例

2.5本章小结

第3章 无线监测系统的开发及其技术

3.1 无线传感网络简介

3.2 无线传感网络的发展

3.3 无线传感网络在结构健康监测(Structural Health Monitoring)中

3.4 无线传感网络的结构组成

3.5 本章小结

第4章 无线监测系统的应用

4.1工程背景

4.2 结构的健康监测

4.3 本章小结

第5章 索力测试方法及其应用

5.1测试信号的处理

5.2结构动力参数的识别方法

5.3实际工程应用

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1本文的主要结论

6.2改进工作

参考文献

致谢

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