【结构损伤监测研究现状的文献综述2700字】

结构损伤监测研究现状的文献综述结构健康监测是利用无损传感技术对结构系统特性进行分析，从而对结构损伤或退化进行监测。传感器系统、数据采集系统、信号分析与处理系统、监测中心以及状态评估系统等组成了一个完备的且能够稳定运行的结构健康监测系统。（1）传感器系统它是结构健康监测系统中的基础系统，能够感知到结构的状态信息，具有耐久性、稳定性以及与结构兼容性高等特点。（2）数据采集系统数据采集系统能够对传感器信号进行实时采集和显示，并将实时数据储存起来，起到将软件技术平台和健康监测系统的硬件设施相连接的作用，其他软件模块的触发调用也有数据采集系统来完成[3]。（3）信号分析与处理系统信号分析与处理系统是结构健康监测的核心，其功能是提取出有效的结构特征信息，提高传感器系统的有效性[4]。（4）监测中心监测中心能够对结构异常行为起到预警的重要作用。它对信号采集系统采集的实时信号进行处理和判断，从而评估结构的健康状态，并且确保系统能够安全可靠的运行[5-6]。（5）状态评估系统在状态评估系统中，通过利用各种情况下监测到的信息对结构的各项性能进行安全状态评估，然后综合各项评价结果来评估结构的整体健康状态，状态评估系统是支持监测中心的软件平台[7]。对结构损伤的监测类型总体上可分为两大类：一类是整体损伤监测另一类是局部损伤监测。整体损伤监测是在总体的高度上对结构的健康情况进行监测，而局部损伤监测主要是对具体某一部位的健康状态进行监测。1.2.1整体损伤监测方法整体损伤监测方法又主要分为神经网络法损伤监测、遗传算法损伤监测、动力指纹分析法损伤监测、模型修正与系统识别法损伤监测等。（1）神经网络法损伤监测将结构的特征物理量作为输入变量，输出变量为结构的损伤，通过一定数量的训练样本让神经网络进行学习，使网络建立并掌握从特征物理量到损伤之间的非线性映射，从而实现结构的损伤监测[8]。魏文馨[9]基于神经网络法对内河框架墩式码头结构损伤进行了识别，王磊[10]基于神经网络法对多层空间框架结构损伤进行了检测。（2）遗传算法损伤监测将问题表示成染色体（在计算机中通常用二进制码表示），并将其放于问题的环境中，通过不断的选择、交叉、变异等操作，遵循优胜劣汰的原则，逐渐获得最优解。胡春幸等[11]基于遗传算法对碳纤维增强树脂复合材料层合板单搭胶接结构进行了多目标优化。向桂锋等[12]基于遗传算法对简支梁桥结构的损伤进行了识别。（3）动力指纹分析法损伤监测把结构的损伤分类，建立预估的损伤数据库，当结构发生损伤时，将损伤后的动力指纹信息与数据库中的损伤数据进行匹配，从而达到损伤识别的作用。经常使用的动力指纹分析法有：模态柔度灵敏度分析、振型灵敏度分析、频率灵敏度分析、基于刚度矩阵变化的损伤监测技术[13]。（4）模型修正与系统识别法损伤监测将模型进行刚度修正，然后对比修正之后的模型的反应与动态测试数据，如果两者有较好的一致性，那么可以确定此时模型的参数是目前结构的状态参数，因此可以通过模型的刚度的变化情况对结构损伤的位置进行确定以及对结构的损伤程度进行评估[15]。1.2.2局部损伤监测局部损伤监测是指利用某些检测技术对要监测的结构的某一具体部位的性能进行监测的方法。局部损伤监测主要包括：声发射技术、压电智能骨料损伤监测技术、涡流探测技术、X-射线技术等（1） 声发射技术[16-18]声发射(AcousticEmission,AE)是指材料在弹性变形或塑性变形过程中释放能量而产生的波。近几年来，声发射技术作为一种动态的无损监测方法得到了快速的发展及广泛应用，因为它的原理简单且有较高的灵敏度，具有操作高效、实时监测结构等特点，在评价材料的性能和检测结构的损伤中得到了大量的应用,是一种很有发展的无损监测技术。（2）压电智能骨料损伤监测技术[19-21]压电材料是一种独特的电介质材料，它既具有正压电效应又具有逆压电效应，压电智能骨料就是利用这一特性制作而成的，其除了具备既能传感又能驱动的特性,还具有造价低廉、能耗低、线性好、响应速度快、易于二次加工、结构较为简单、运行可靠性好等优点。这种监测技术不仅能够对结构的内部损伤程度作出既准确又快速的判断，而且能够实时监测混凝土的内部结构产生损伤的过程。（3）涡流探测技术涡流探测技术一般是基于阻抗平面分析方法对结构进行监测，在进行监测时，通过激励线圈的作用，在导体中能够产生感应涡流，而激励线圈周围的磁场又会因感应涡流的分布情况受到影响，致使线圈的阻抗产生增量。在导体具有缺陷的情况下，它就相当于一个等效电流源，会在空间中产生扰动磁场，由此改变线圈阻抗增量，通过增量的变化来识别缺陷[22]。（4）X-射线技术当试件被放射线穿透时，根据曝光产生的胶片的变化情况对结构的损伤进行监测。由于结构的破坏或者损伤会造成试件的连续性降低，进而通过对曝光造成的影响来识别缺陷[23]。张全胜等[24]基于X-射线技术对岩石损伤进行了检测。参考文献吴继承,王志明,李己华,宋丙剑,周国全.我国地震及地质灾害救援队伍现状分析[J].消防界(电子版),2020,6(03):66-68.高原.简析中国大陆地震活动与余震活动特点[J].安徽师范大学学报(自然科学版),2015,38(01):1-7.李惠,周文松,欧进萍,等.大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术研究.2006,39(2):46-52.焦莉.基于数据融合的结构损伤识别.博士学位论文.大连理工大学.2006.李惠,欧进萍.斜拉桥结构健康监测系统的设计与实现(I):系统实现.土木工程学报，2006,39(4):39-4.李惠,欧进萍.斜拉桥结构健康监测系统的设计与实现(II):系统实现.土木工程学报，2006,39(4):45-53.孙晓燕.桥梁结构健康监测技术研究进展.中外公路.2006,26(2):141-146.李宏男,高东伟,伊廷华.土木工程结构健康监测系统的研究状况与进展[J].力学进展.2008,38(2):156-157魏文馨.基于神经网络法的内河框架墩式码头结构损伤识别[D].重庆交通大学,2015.王磊.基于神经网络法的多层空间框架结构损伤检测[J].中国新技术新产品,2011(12):136-137.胡春幸,侯玉亮,铁瑛,李成,田可可.基于遗传算法的CFRP层合板单搭胶接结构的多目标优化[J/OL].复合材料学报:1-12[2021-04-12].向桂锋,何林焜.基于遗传算法的简支梁桥结构损伤识别方法[J].中阿科技论坛(中英阿文),2020(07):138-141.李宏男,李东升.土木工程结构安全性评估健康监测及诊断评述[J].土木工程与工程震动.2002,22(3)：85冯新,李国强,范颖芳.几种常用损伤动力指纹的适用性研究[J].振动、测试与诊断,2004(04):23-26+65.袁万城,崔飞,张启伟.桥梁健康监测与状态评估的研究现状与发展.同济大学学报,1992,27(2):184-188.王余刚,骆英,柳祖亭.全波形声发射技术用于混凝土材料损伤监测研究.岩石力学与工程学报.2005:804-807.陈忠购.基于声发射技术的钢筋混凝土损伤识别与劣化评价.浙江大学博士学位论].杭州:浙江大学,2018,130。张力伟.混凝土损伤检测声发射技术应用研究.大连海事大学硕士学位论