基于遗传神经网络与模态应变能的斜裂缝两阶段诊断方法.pdf

第25卷第2期v01．25No．2 工 程 力 学 2008年2 月 Feb． 2008 ENGINEERINGMEcHANICS 9 文章编号：1000．4750(2008)02—0009加8 基于遗传神经网络与模态应变能的 斜裂缝两阶段诊断方法 ‘李忠献，刘永光 (天津大学建筑工程学院，天津300072) 摘要：基于遗传神经网络与模态应变能，提出了～种斜裂缝两阶段诊断方法，识别梁体中斜裂缝的位置、角度 和深度。根据线弹性断裂力学与虚功原理，推导了斜裂缝梁的单元刚度矩阵，得到了其频率与振型。采用遗传算 法对BP神经网络的拓扑结构、权值和阂值进行优化，从而建立了遗传神经网络，用于识别梁体中斜裂缝的位置 和角度；结合斜裂缝单元的模态应变能，通过对斜裂缝应力强度因子的积分，得到斜裂缝深度的解析表达式，用 于识别斜裂缝的深度。数值仿真表明：能够高精度地诊断出梁体中斜裂缝的损伤状态，包括位置、角度和深度； 与BP神经网络相比，遗传神经网络具有更强的泛化能力，且对测量噪声具有较好的鲁棒性。 关键词：结构工程；损伤诊断；斜裂缝；遗传神经网络；模态应变能；应力强度因子；泛化能力；鲁棒性 文献标识码：A 中图分类号：0346．1：Tu317+．5 ， DIAGoNALCRACKSBASED ATWo．STAGEMETHoDFoRDETECTING ENERGY ONGENETICNEURALNETWORKANDMoDALSTRAIN ‘LI Zhong—xiall，LmYong．guallg ofCivil 300072，chiI扭) (school Engin嘣ing，TianjinUniven毋，Tianjin Basedon neⅢa1ne似ork锄dmodalstrain methodfor Abstract： diagonal geIletic ene觋a俩o-s戗吗e detecting in t0 cmcksis t0 and of cracl(s l_inear diagonal beams．According propHDsedidenti匆thelocation，a119ledepm matrixof crackedbe锄 elastic丘．acturcnlechanicsalldvirtualwork elementalsti助ess adiagonally p血ciple，tlle aIld beamareobtailled．The is modesofthe cfacked derived，andthe丘equencies dia