機械結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)-展示頁
2025-08-08 06:29本頁面
【正文】 報告結(jié)構(gòu)狀態(tài)。健康監(jiān)測的過程包括:通過一系列傳感器得到系統(tǒng)定時取樣的動力響應(yīng)測量值，從這些測量值中抽取對損傷敏感的特征因子，并對這些特征因子進(jìn)行統(tǒng)計分析，從而獲得結(jié)構(gòu)當(dāng)前的健康狀況。對僅有監(jiān)測功能而沒有主動控制功能的系統(tǒng)一般稱為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(Structural Health Monitoring,簡稱SHM)系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：機械結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測；數(shù)據(jù)采集與傳輸；損傷識別；信息處理1 機械結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測概述結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控技術(shù)采用智能材料結(jié)構(gòu)的新概念，利用集成在結(jié)構(gòu)中的先進(jìn)傳感/驅(qū)動元件，在線實時地獲取與結(jié)構(gòu)健康狀況相關(guān)的信息，（如應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、振動模態(tài)、波傳播特性等），結(jié)合先進(jìn)的信號信息處理方法和材料結(jié)構(gòu)力學(xué)建模方法，提取結(jié)構(gòu)損傷特征參數(shù)，識別結(jié)構(gòu)的狀態(tài)（包括損傷），并對結(jié)構(gòu)的不安全因素，在其早期就加以控制以消除安全隱患或控制安全隱患的進(jìn)一步發(fā)展，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)健康自診斷、自修復(fù)，保證結(jié)構(gòu)的安全和降低維修費用。 專業(yè)資料分享 機械結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進(jìn)步，對一些重要機械結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測、提前預(yù)警，以減少災(zāi)害的損失越來越成為人們關(guān)注的問題。如何本文簡單介紹了機械結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的一些基本概念及其系統(tǒng)的組成，并對機械結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)展開綜述，特別對智能信息處理技術(shù)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與損傷診斷領(lǐng)域取得的研究成果進(jìn)行了歸納總結(jié)。一個結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)包含2種功能：一是對結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)測功能；二是對結(jié)構(gòu)狀態(tài)的自適應(yīng)控制功能。SHM指利用現(xiàn)場的無損傳感技術(shù)，通過包括結(jié)構(gòu)響應(yīng)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特性分析，達(dá)到檢測結(jié)構(gòu)損傷或退化的目的。對于長期的健康監(jiān)測，系統(tǒng)得到的是關(guān)于結(jié)構(gòu)在其運行環(huán)境中老化和退化所導(dǎo)致的完成預(yù)期功能變化的適時信息。它與傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)(Nondestructive Evaluation，簡稱NDE)不同,通常NDE技術(shù)運用直接測量確定結(jié)構(gòu)的物理狀態(tài)，無需歷史記錄數(shù)據(jù)，診斷結(jié)果很大程度取決于測量設(shè)備的分辨率和精度。識別的精度強烈依賴于傳感器和解釋算法。顯然結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)是一個跨學(xué)科的綜合性技術(shù)，它包括工程結(jié)構(gòu)、動力學(xué)、信號處理、傳感技術(shù)、通訊技術(shù)、材料學(xué)、模式識別等多方面的知識。2 機械結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)采集與傳輸、信號處理、系統(tǒng)識別、狀態(tài)評估、預(yù)測及接口等8個子系統(tǒng)組成：1）數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)：利用各種無源和智能傳感器采集結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)信息，作為SHM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)采集與處理及傳輸子系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分，硬件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)傳輸電纜/光纜、數(shù)模轉(zhuǎn)換（A/D）卡等；軟件系統(tǒng)將數(shù)字信號存儲在計算機中。2）數(shù)據(jù)信號處理子系統(tǒng)：接收來自傳感器的信號和數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)處理成后繼工作所需的格式，輸出為經(jīng)過過濾和壓縮簡化后的傳感器數(shù)據(jù)、頻譜數(shù)據(jù)以及其他特征數(shù)據(jù)。3）系統(tǒng)識別子系統(tǒng)：通過計算機模擬仿真計算，結(jié)合有限元模態(tài)分析，識別出結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的靜動力特性參數(shù)，即系統(tǒng)特征識別。5）結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評估子系統(tǒng)：接受來自前面模塊的數(shù)據(jù)，把損傷結(jié)果與專家經(jīng)驗相結(jié)合，進(jìn)行評估被監(jiān)測系統(tǒng)（也可以是分系統(tǒng)、部件等）的健康狀態(tài)（如是否有退化現(xiàn)象等），分析結(jié)構(gòu)的強度儲備，評估結(jié)構(gòu)的可靠度。7）決策推理子系統(tǒng)：決策推理子系統(tǒng)接受來自狀態(tài)評估和預(yù)測子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，主要作用是給出所建議的活動和可選方案。人機接口包括狀態(tài)監(jiān)測模塊的警告信息顯示以及健康評估、預(yù)測等模塊的數(shù)據(jù)信息的表示等；機
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