[发明专利]集成有限元分析模型修正技术的健康监测系统

摘要

本发明公开了一种集成有限元分析模型修正技术的健康监测系统，该系统由感器系统(SS)、数据采集与传输系统(DATS)、数据处理与控制系统(DPCS)、结构健康评估系统(SHES)、巡检养护系统(IMS)和有限元分析模型修正系统(MUS)六部分组成。有限元分析模型修正系统(MUS)由建立初始基准有限元分析模型、修正的有限元分析模型两大部分组成，该健康监测系统在不封闭交通的情况下进行有限元分析模型修正的功能，能够提供准确可靠的有限元模型分析结果。

主权项

一种集成有限元分析模型修正技术的健康监测系统，由传感器系统SS、数据采集与传输系统DATS、数据处理与控制系统DPCS、结构健康评估系统SHES、巡检养护系统IMS和有限元分析模型修正系统MUS六部分组成，其特征在于，所述有限元分析模型修正系统是基于综合运用先验知识、荷载试验、健康监测数据和损伤反馈四方面信息，在无需封闭交通进行专门检测或荷载试验的情况下，结合使用MATLAB编程优化算法，修正结构健康监测系统中的有限元分析模型；先验知识，指的是依据现有的建模经验对实际结构的建模模型进行简化信息、修正参数的选取信息、处理先验病害数据库；荷载试验信息，包括成桥之后进行的荷载试验数据以及施工过程中的施工监控数据，为桥梁在运营之前接近“无损”状态最准确的信息；监控数据信息，包括健康监测系统运用中实时监测得到的结构运营数据，以及人工巡检得到的补充数据，监控数据信息提供有限元分析模型修正所需要的数据，以及提供验证有限元分析模型修正结果的数据；损伤反馈，是基于结构健康监测系统得出的损伤信息结合人工巡检得到的实际损伤信息，修正选择的参数，“逆向”对结构基准有限元分析模型进行修正，损伤反馈信息决定这有限元分析模型是否需要修正，同时与经验病害数据库信息相结合，决定修正参数的修正范围；所述有限元分析模型修正系统MUS，由三大部分组成，分别是：一、建立被评估对象健康监测系统所需要的先验知识库，含修正参数、经验病害数据库，依据结合成桥荷载试验数据建立初始基准有限元分析模型；二、损伤发生后，设置损伤权重评价体系，当发生的损伤发生的严重性影响到系统中有限元分析模型的计算精度时，进行阈值设置的预警，提醒监测人员需要进行有限元模型修正，由相关人员进行简单的操作，使系统自行进行再次修正；三、健康监测系统的软件部分，将模型修正过程采用MATLAB编程集成与健康监测系统中。