适用于结构健康监测的传感器布设方法及结构识别方法

摘要

本发明公开了一种适用于结构健康监测的传感器布设方法及结构识别方法，其中传感器布设方法包括以下步骤：通过有限元方法得到结构各种工况下的应变曲线；得到各种工况下的标准化曲线；对各种工况下的标准化曲线进行线性叠加处理得到特征曲线；在特征曲线上拾取拐点和凹凸点作为特征点；选取新的特征点，直到所有的单元都被选为特征点，得到平均误差与特征点数目的曲线；在得到的平均误差与特征点数目的曲线上选取斜率变化最大的点确定传感器的布置方案。本发明方法从传感器优化布置和区域分布传感两方面来应对土木工程结构难以实现挠度精准测量这一传统难题，并利用有限的传感器实现大型土木工程结构的有效监测与性能评估。

主权项

一种适用于结构健康监测的传感器布设方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：通过有限元方法得到结构各种工况下的应变曲线；第二步：对各种工况下的应变曲线分别进行归一化和标准化得到各种工况下的标准化曲线；第三步：对各种工况下的标准化曲线进行线性叠加处理得到特征曲线；第四步：在特征曲线上拾取拐点和凹凸点作为特征点；步骤五、选取特征曲线上没有拾取特征点的所有单元，并将每个没有特征点的单元作为一个剩余点分别与已经选取的特征点作三次样条插值，计算每个剩余点与已经选取的特征点插值后的曲线与特征曲线之间的均方根误差，并选取均方根误差中的最小值对应剩余点的坐标作为新的特征点，计算具有特征点的插值曲线与特征曲线之间的平均误差；步骤六、返回步骤五继续选取新的特征点，直到所有的单元都被选为特征点，得到平均误差与特征点数目的曲线；步骤七、在步骤六得到的平均误差与特征点数目的曲线上选取斜率变化最大的点，根据斜率变化最大的点对应的平均误差所对应的特征点数目确定传感器的布置方案，特征点的数目即传感器的数量，特征点的坐标即对应的传感器的位置。