《结构检测、监测理论与技术》教学大纲.pdf

《结构检测、监测理论与技术》教学大纲

Thetheoryandtechnologyofstructuraldetection

andmonitoring

第1章结构检测与监测概论（2学时）

1.1土木工程结构破坏现象

1.1.1建筑结构的退化、损伤、震害及倒塌

1.1.2空间结构的退化、损伤、震害及倒塌

1.1.3桥梁结构的退化、损伤、震害及倒塌

1.1.4其他结构（基础、隧道、大坝）的损伤、退化、震害及倒塌

1.2土木工程结构检测与监测概念

1.2.1结构检测的概念

1.2.2结构监测的概念

1.2.3结构检测与监测的联系与区别

1.3结构检测与监测的研究及工程意义

1.3.1研究意义

1.3.2工程意义

1.4需要掌握和了解的基础理论和方法

1.4.1结构力学及结构动力学

1.4.2有限元建模与分析

1.4.3模态分析

1.4.4振动测试

1.4.5信号分析

1.4.6综合评估

1.5结构检测与监测的典型工程应用简介

第2章结构检测原理及工程应用（2学时）

2.1结构检测仪器及传感器的类型及原理

2.1.1距离及长度检测仪器及原理

2.1.2裂缝检测仪器及原理

2.1.3焊接结构的检测方法

2.1.4钢筋锈蚀的检测仪器及原理

2.1.5混凝土结构的超声检测和回弹检测

2.1.6探地雷达的工作原理

2.1.7超声检测仪器及原理

2.1.8电磁(射线、漏磁、红外和微波)检测仪器及原理

2.1.9声发射技术及应用

2.2仪器及传感器的选择、布置原则

2.2.1仪器及传感器的选择原则

2.2.2仪器及传感器的布置原则

2.3结构检测的工程应用实例

第3章结构健康监测基本原理及体系框架（2学时）

3.1结构健康监测的概念

3.1.1结构损伤的概念

3.1.2结构健康监测基本概念

3.1.3结构健康监测研究的主要内容

3.2结构健康监测系统

3.1.1结构健康监测系统组成

3.1.2结构健康监测内部组成之间的联系

3.3结构健康监测工程应用实例

第4章健康监测仪器的特点、选择及布置原则（3学时）

4.1结构健康监测传感器的特点及类型

4.1.1传感器的需求及特点

4.1.2传感器的基本分类

4.1.3传感器技术发展动态简介

4.2结构健康监测信号采集系统的特点及类型

4.2.1信号采集系统的需求及特点

4.2.2信号采集系统发展动态简介

4.3仪器选择原则

4.3.1传感器的选择原则

4.3.2信号采集系统的选择原则

4.3.2信号传输系统的选择原则

4.4传感器的优化布置研究

4.4.1模型缩聚法

4.4.2模态保证标准(MAC)法

4.4.3有效独立法

4.4.4奇异值分解法

4.4.5能量法

4.4.6软计算法

第5章基于结构健康监测的信号分析（3学时）

5.1信号分析的概念及意义

5.1.1信号分析的概念

5.1.2信号分析的意义

5.2信号分析的前处理技术

5.2.1去除趋势项

5.2.2滤波

5.2.3平滑

5.3传统信号分析方法

5.3.1谱分析

5.3.2高阶谱估计

5.3.2Fourier变换

5.3.3短时Fourier变换

5.3.4Gabor展开

5.3.5Wigner-Ville时频分布

5.4现代信号分析方法

5.4.1小波变换

5.4.2小波包变换

5.4.3Hilbert变换及EMD方法

第6章结构模态参数辨识基础（4学时）

6.1模态参数辨识的概念及意义

6.1.1模态参数辨识的概念

6.1.2模态参数辨识的意义

6.2模态分析的理论基础

6.2.1频响函数分析

6.2.2实模态分析

6.2.3复模态分析

6.3模态参数的频域辨识方法

6.2.1分量分析法

6.2.2导纳圆辨识法

6.2.3正交多项式曲线拟合

6.4模态参数的时域辨识方法

6.4.1自由衰减振动模型及信号获取

6.4.2复指数算法

6.4.3本征系统实现算法（ERA法）

6.4.4Ibrahim时域辨识算法（ITD法）

6.4.5时间序列分析

6.4.6随机子空间法（SSI法）

6.4.7软计算方法

第7章基于健康监测的模型建立及修正（