基于动力响应敏感分量的工程结构损伤识别方法及轻量化监测系统技术方案

技术编号:44551632 阅读:16 留言:0更新日期:2025-03-11 14:15
本发明专利技术公开了基于动力响应敏感分量的工程结构损伤识别方法及轻量化监测系统,包括结构振动感知模块、高性能微型控制模块、损伤识别算法模块、云存储模块、结构损伤预警模块和用户端模块;所述高性能微型控制模块通过云存储模块与用户端模块连接;高性能微型控制模块还通过损伤识别算法模块与结构损伤预警模块连接,结构损伤预警模块与云存储模块连接,所述结构振动感知模块作为高性能微型控制模块的输入模块;通过基于能量强度信息熵的响应敏感分量遴选,开发出对局部早期微小损伤敏感的能量强度损伤指标及识别。本发明专利技术显著提升了工程结构损伤识别的准确性和效率,其方法及装置具有低功耗、高性价比和广泛适用性,具备重要的工程应用价值和意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基础设施及土木工程中的结构健康监测及损伤识别,具体涉及一种基于动力响应敏感分量的结构损伤识别方法及一种具有边缘计算功能的轻量化结构损伤监测系统。


技术介绍

1、高层建筑、大型场馆及工业结构等基础设施在服役过程中经受环境和各种荷载影响,结构出现材料老化、腐蚀疲劳或其他结构性损伤的概率逐渐增大,一旦发生损伤或破坏将造成严重后果,对公共安全产生严重威胁。为了预防严重破坏性损伤的发生,应对工程结构的主要承重楼层及构件进行早期、局部、微小损伤进行监测。结构出现内部损伤或者损伤被遮挡时,无法直接对结构损伤进行测量,而此种情况在实际中经常出现。因此,研究灵活而精准的工程结构损伤识别的方法以及研发高性价比、轻量化结构损伤监测装置具有重要的理论价值和现实意义。

2、传统结构健康监测系统主要通过安装在建筑物、桥梁和其他基础设施上的传感器、采集系统和分析系统,实时监测其状态和性能。这些系统能够检测到结构的变形、应力、动力响应等重要参数,从而被用来及时识别潜在的安全隐患,确保结构的安全性和可靠性。但是其应用方面仍面临一些挑战,目前结构健康监测系统的传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于动力响应敏感分量的工程结构损伤识别轻量化监测系统,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的基于动力响应敏感分量的工程结构损伤识别轻量化监测系统,其特征在于:所述的结构振动感知模块,采用MEMS加速度计。

3.根据权利要求1所述的基于动力响应敏感分量的工程结构损伤识别轻量化监测系统,其特征在于:所述的高性能微型控制模块,其特征在于,将信号采集单元(3)与结构振动感知模块连接,实现动力响应数据采集功能;数据预处理单元(4)将信号采集单元(3)输出信号进行分析处理获得平稳、高质量结构动力响应数据,分别传输至数据库单元(5)和损伤识别算法模块;数据库单元(5)用于短...

【技术特征摘要】

1.基于动力响应敏感分量的工程结构损伤识别轻量化监测系统,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的基于动力响应敏感分量的工程结构损伤识别轻量化监测系统,其特征在于:所述的结构振动感知模块,采用mems加速度计。

3.根据权利要求1所述的基于动力响应敏感分量的工程结构损伤识别轻量化监测系统,其特征在于:所述的高性能微型控制模块,其特征在于,将信号采集单元(3)与结构振动感知模块连接,实现动力响应数据采集功能;数据预处理单元(4)将信号采集单元(3)输出信号进行分析处理获得平稳、高质量结构动力响应数据,分别传输至数据库单元(5)和损伤识别算法模块;数据库单元(5)用于短暂存储结构动力响应数据。

4.根据权利要求1所述的基于动力响应敏感分量的工程结构损伤识别轻量化监测系统,其特征在于:所述的信号采集单元(3)采用zigbee技术实现无线网络传输,根据监测结构动力特性确定加速度传感器(1)的采样频率和单次采样时长,采样频率设置为大于监测结构第五阶固有频率值2倍的频率值,采样时长设置为600s~3600s,两次响应采样过程间隔设置为5s~10s。

5.根据权利要求1所述的基于动力响应敏感分量的工程结构损伤识别轻量化监测系统,其特征在于:所述数据预处理单元(4)将信号采集单元(3)输出信号进行零均值处理和去趋势项处理;所述数据库单元(5)包括用于存储短期监...

【专利技术属性】
技术研发人员:国海楠何浩祥王艺龙诸葛福金王成龙
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:

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