行业领域：建筑业 —— 房屋建筑业

专利信息： 非专利技术

成熟度： 正在研发

技术合作方式： 完全转让

技术推广方式： 正在技术推广

技术交易价格： 面议

联系人：李海涛

联系方式：13515765315

技术成果发布数：836

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成果内容简介

(1) 针对当前结构健康监测系统中信号数据量过大、所占内存过高所导致难以传输和储存的问题，提出将压缩感知方法运用于神经网络系统与压电阻抗技术进行结构的损伤识别。采用压缩后的EMI数据代替原始数据来表征原始损伤信号。文中用离散余弦变换分析了EMI信号的稀疏度，并以高斯随机矩阵作为观测矩阵，满足了压缩感知理论的限制性等距条件。以齿轮结构为例，采用有限元技术构建了EMI模型，得到了不同裂纹深度下的电导（电阻抗的倒数）信号。采用压缩感知方法先对电导信号进行压缩，再进行主成分分析以降低BP神经网络输入参数的维度。
(2)考察了具有界面损伤的压电层合结构的力学和电学响应。在空间域内基于状态空间法建立压电层合结构上、下表面状态变量之间的关系，进而利用边界条件导出下表面未知状态变量和各粘弹性界面处相对滑移的关系。然后，利用递推关系和粘弹性界面本构方程建立时间域内关于各粘弹性界面相对滑移的状态方程，并给出相应的解。
(3)对于粘贴有压电传感/驱动器的梁结构，我们采用ANSYS软件进行高频谐响应分析，构建压电片-黏结层-含裂纹结构组成的耦合系统的三维压电阻抗模型。并与实验结果和其它方法得到的数值计算结果进行比较研究，同时考察了各物理参数包括裂纹深度和黏结剂特性等对压电阻抗信号的影响。此外，还讨论了有限元单元尺寸的选取对高频振动计算结果的影响。
(4)采用压电阻抗技术对三层钢框架进行了损伤检测实验，测得了无损状态和不同损伤程度状态下的电导纳值，验证了压电阻抗法进行结构健康检测的有效性。还利用均方差和协方差对无损和有损状态下的两组数据进行了分析，表明均方差RMSD作为损伤程度指标能更准确地反映结构损伤的程度，用来进行损伤程度评定更合适。
（1）复杂结构系统的高频振动分析一直是EMI理论建模过程中存在的一个主要问题。本项目拟采用统计能量分析法进行高频动力研究，推导出主体结构与压电片、黏结剂组成的耦合结构系统的力学响应与高频电阻抗谱之间的显式关系式；
（2）由于高频电阻抗信号对外部环境的高敏感性，考察外在因素对高频电阻抗信号的影响，探究各物理参数对电阻抗信号的影响机理是本项目研究的另一个关键问题。
（3）海量测试数据的预处理是EMI结构健康监测技术的另一个难题。本课题拟采用主成分分析法进行实验数据的预处理，并结合神经网络对结构损伤进行数值
压电阻抗技术
（1） 用本项目得到的科研成果参与地方的经济建设和社会服务，让研究成果尽快产生效益。
（2）本项目的研究成果，将为长期进行结构健康监测技术的研究奠定良好基础，进而促进学科建设和人才梯队培养。

        浙江是一个沿海经济发达省份，大量海上重大基础性设施如港口码头、海洋平台等结构已经或正在得到修建，由于设施所处环境十分复杂、恶劣，它要承受海风、海浪、海冰、海流、潮汐、地震等多重作用；而环境腐蚀、海生物附着、过往船只碰撞、材料老化、构件缺陷、机械损伤等都会造成疲劳累积，诸多不利因素会导致这些重要结构的抗力衰减。因此，对大型桥梁、海上基础设施等重大结构进行有效、可靠、实时的健康监测，确定损伤位置和损伤程度，估计其残余寿命，进而进行必要的工程维修等是非常重要的。

关键词：压电阻抗；结构健康监测；工程结构；统计能量分析