南京长江大桥结构健康监测及其关键技术研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第11-33页 |
| 1．1 大型桥梁结构健康监测的必要性 | 第11-13页 |
| 1．2 桥梁结构健康监测概念 | 第13-14页 |
| 1．3 国内外桥梁结构健康监测的研究现状 | 第14-22页 |
| 1．3．1 健康监测系统的发展 | 第14-19页 |
| 1．3．2 健康监测系统的构成 | 第19-20页 |
| 1．3．3 已取得的成果及存在的问题 | 第20-22页 |
| 1．4 桥梁结构健康监测的关键问题与理论研究进展 | 第22-30页 |
| 1．4．1 信号分析与模态参数识别 | 第23-25页 |
| 1．4．2 基于振动的结构损伤识别方法 | 第25-28页 |
| 1．4．3 有限元模型修正技术 | 第28-29页 |
| 1．4．4 疲劳寿命评估方法 | 第29-30页 |
| 1．5 本文研究背景 | 第30页 |
| 1．6 本文主要研究内容 | 第30-33页 |
| 第二章 南京长江大桥结构健康监测系统研究 | 第33-55页 |
| 2．1 南京长江大桥概况 | 第33-34页 |
| 2．2 监测系统设计指导思想 | 第34-35页 |
| 2．3 监测系统构成及功能 | 第35-38页 |
| 2．3．1 监测系统构成 | 第35-37页 |
| 2．3．2 监测系统功能及特点 | 第37-38页 |
| 2．4 主要监测内容 | 第38页 |
| 2．5 监测仪器的选择和测点布置 | 第38-50页 |
| 2．5．1 监测仪器的选择原则 | 第38-39页 |
| 2．5．2 监测手段及测点布置 | 第39-50页 |
| 2．6 监测系统主体软件设计 | 第50-51页 |
| 2．6．1 设计目标 | 第50页 |
| 2．6．2 软件总体结构与功能 | 第50-51页 |
| 2．7 监测系统的长期维护 | 第51-52页 |
| 2．8 系统建设过程及当前状态 | 第52-53页 |
| 2．9 小结 | 第53-55页 |
| 第三章 基于小波分析的实时监测信号处理 | 第55-72页 |
| 3．1 引言 | 第55页 |
| 3．2 小波分析理论 | 第55-60页 |
| 3．2．1 小波和小波变换 | 第56-57页 |
| 3．2．2 多分辨率分析与Mallat算法 | 第57-59页 |
| 3．2．3 小波包分解 | 第59-60页 |
| 3．3 小波分析对信号的多尺度信息表达 | 第60-61页 |
| 3．4 应用小波分析对实时监测信号进行去噪的方法 | 第61-64页 |
| 3．4．1 小波去噪原理 | 第62页 |
| 3．4．2 小波去噪的实现 | 第62-63页 |
| 3．4．3 南京桥实时监测信号小波去噪结果分析 | 第63-64页 |
| 3．5 实时监测信号能量分布特征的小波包分析 | 第64-70页 |
| 3．5．1 信号能量分布特征向量 | 第64-65页 |
| 3．5．2 南京桥实时监测信号特征向量小波包分析 | 第65-70页 |
| 3．6 小结 | 第70-72页 |
| 第四章 基于HHT的结构模态参数识别 | 第72-94页 |
| 4．1 引言 | 第72-73页 |
| 4．2 传统的傅立叶变换 | 第73-74页 |
| 4．3 非平稳信号的时频分析方法 | 第74-75页 |
| 4．3．1 短时傅立叶变换 | 第74页 |
| 4．3．2 小波分析 | 第74-75页 |
| 4．3．3 Wigner-Ville分布法 | 第75页 |
| 4．4 HHT变换 | 第75-82页 |
| 4．4．1 瞬时频率 | 第76页 |
| 4．4．2 本征模函数与Hilbert变换 | 第76-77页 |
| 4．4．3 经验模态分解 | 第77-80页 |
| 4．4．4 Hilbert谱 | 第80-81页 |
| 4．4．5 有效性和先进性 | 第81-82页 |
| 4．5 随机减量法原理 | 第82-83页 |
| 4．6 结构模态参数识别 | 第83-88页 |
| 4．6．1 单自由度系统 | 第83-84页 |
| 4．6．2 多自由度系统 | 第84-87页 |
| 4．6．3 固有频率和模态阻尼比识别 | 第87-88页 |
| 4．7 南京长江大桥模态参数识别结果与分析 | 第88-93页 |
| 4．8 小结 | 第93-94页 |
| 第五章 基于健康监测信号修正的桥梁有限元基准模型 | 第94-109页 |
| 5．1 引言 | 第94-95页 |
| 5．2 有限元模型的建立 | 第95-98页 |
| 5．2．1 模拟各部分单元简介 | 第95-97页 |
| 5．2．2 边界条件的模拟 | 第97-98页 |
| 5．3 有限元模型修正策略 | 第98-101页 |
| 5．3．1 修正对象的确定 | 第99页 |
| 5．3．2 一种实用的灵敏度分析 | 第99-100页 |
| 5．3．3 不等式的约束优化 | 第100-101页 |
| 5．4 现场动力测试 | 第101-105页 |
| 5．4．1 现场动力测试 | 第101-103页 |
| 5．4．2 列车过桥杆件应力时程测试 | 第103-105页 |
| 5．5 南京长江大桥有限元基准模型 | 第105-108页 |
| 5．5．1 修正参数的选择 | 第105页 |
| 5．5．2 动力特性分析及模型修正 | 第105-106页 |
| 5．5．3 有限元基准模型应力时程分析 | 第106-108页 |
| 5．6 小结 | 第108-109页 |
| 第六章 南京长江大桥疲劳损伤可靠性评估 | 第109-136页 |
| 6．1 引言 | 第109-110页 |
| 6．2 疲劳分析理论与方法 | 第110-114页 |
| 6．2．1 材料的抗疲劳性能与S-N曲线 | 第110-111页 |
| 6．2．2 线性疲劳累积损伤理论与Miner准则 | 第111-112页 |
| 6．2．3 线弹性断裂力学理论与Paris公式 | 第112页 |
| 6．2．4 应力循环雨流计数法 | 第112-114页 |
| 6．3 结构疲劳可靠性分析 | 第114-116页 |
| 6．3．1 基于S-N曲线的疲劳可靠性分析 | 第114-115页 |
| 6．3．2 基于LEFM法的疲劳可靠性分析 | 第115-116页 |
| 6．4 可靠度计算实用方法简介 | 第116-120页 |
| 6．4．1 一次二阶矩中心点法 | 第116-117页 |
| 6．4．2 改进的一次二阶矩法 | 第117-118页 |
| 6．4．3 蒙特卡罗法 | 第118-120页 |
| 6．5 南京长江大桥疲劳寿命评估 | 第120-131页 |
| 6．5．1 既有钢桥铆接构件的疲劳性能 | 第120-122页 |
| 6．5．2 实测应力历程与应力谱 | 第122-126页 |
| 6．5．3 基于S-N曲线的疲劳损伤分析 | 第126-127页 |
| 6．5．4 疲劳裂纹扩展寿命分析 | 第127-131页 |
| 6．6 南京长江大桥疲劳损伤可靠性分析 | 第131-134页 |
| 6．6．1 基于S-N曲线的疲劳损伤可靠性分析 | 第131-133页 |
| 6．6．2 基于LEFM法的疲劳损伤可靠性分析 | 第133-134页 |
| 6．7 小结 | 第134-136页 |
| 第七章 结论与展望 | 第136-139页 |
| 7．1 主要研究工作及结论 | 第136-138页 |
| 7．2 进一步的研究展望 | 第138-139页 |
| 参考文献 | 第139-155页 |
| 致谢 | 第155-156页 |
| 攻读博士学位期间主要的研究工作 | 第156-157页 |
