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基于压电阻抗和卷积神经网络的螺栓球节点健康监测
被引量：
3
1
作者
姜世宇
徐菁
+1 位作者
任
师训
张端
《青岛理工大学学报》
CAS
2023年第2期43-50,共8页
节点连接区域是结构受力最集中、最重要的部位,一旦发生松动,将导致连接失效,进一步引发结构坍塌。针对空间结构螺栓球节点内部的连接螺栓存在隐蔽性且微小松动难以察觉的问题,提出了一种基于压电阻抗和卷积神经网络的螺栓球节点健康监...
节点连接区域是结构受力最集中、最重要的部位,一旦发生松动,将导致连接失效,进一步引发结构坍塌。针对空间结构螺栓球节点内部的连接螺栓存在隐蔽性且微小松动难以察觉的问题,提出了一种基于压电阻抗和卷积神经网络的螺栓球节点健康监测方法。制作了一个正放三角锥缩尺网架模型,将压电陶瓷传感器(PZT)粘贴在杆件近球节点一侧的外表面,对套筒施加大小不同的扭矩来模拟螺栓球节点不同程度的健康状态,在固定低电平电流激励下,测量压电陶瓷传感器电导信号(阻抗倒数)的变化以判断节点内部螺栓松动是否发生,进一步采用卷积神经网络方法,以归一化的电导信号矩阵为输入,以损伤程度对应的二进制标签为输出,构建卷积神经网络,利用训练好的卷积神经网络对节点松动程度进行识别。研究表明所提方法可以有效监测节点内部螺栓发生的初期小损伤,卷积神经网络具有强大的鲁棒性,更适合于工程实际,为监测螺栓球节点连接的空间结构安全运营提供了一种新思路。
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关键词
结构工程
损伤监测
压电阻抗技术
螺栓球节点
卷积神经网络
压电陶瓷
下载PDF
职称材料
基于小波包能量法的扣件式模板支撑架节点连接状态监测方法
被引量：
1
2
作者
任
师训
叶德英
+2 位作者
徐菁
刘客
姜世宇
《青岛理工大学学报》
CAS
2023年第5期56-62,共7页
针对目前建筑工程施工过程中模板支撑架倒塌事故频发问题,提出了一种基于小波包能量法的模板支撑架节点连接状态的监测方法。利用压电陶瓷传感器(PZT)同时具备驱动和传感的能力,在节点连接的2根垂直杆件上分别布置PZT片,一个作为驱动器...
针对目前建筑工程施工过程中模板支撑架倒塌事故频发问题,提出了一种基于小波包能量法的模板支撑架节点连接状态的监测方法。利用压电陶瓷传感器(PZT)同时具备驱动和传感的能力,在节点连接的2根垂直杆件上分别布置PZT片,一个作为驱动器产生电压信号,另一个当作传感器接收信号。采用小波包能量分析法计算所接收应力波信号的能量值,节点处连接松动将导致接收到的应力波能量发生变化,根据连接松动前后应力波能量值的变化计算连接状态监测指标即松动指数,最终确定节点松动状态。取施工现场的一个直角扣件钢管脚手架原型节点进行试验验证,通过6次重复性试验结果可知,利用PZT片和小波包能量分析法,可以实现对模板支撑架节点松动状态进行监测,该方法对预防和降低施工现场模板支撑架坍塌具有一定的实际意义。
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关键词
健康监测
小波包能量法
压电陶瓷片
扣件节点
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职称材料
题名
基于压电阻抗和卷积神经网络的螺栓球节点健康监测
被引量：
3
1
作者
姜世宇
徐菁
任
师训
张端
机构
青岛理工大学土木工程学院
出处
《青岛理工大学学报》
CAS
2023年第2期43-50,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51650110509)
山东省自然科学基金资助项目(ZR2021ME033
ZR2021ME239)。
文摘
节点连接区域是结构受力最集中、最重要的部位,一旦发生松动,将导致连接失效,进一步引发结构坍塌。针对空间结构螺栓球节点内部的连接螺栓存在隐蔽性且微小松动难以察觉的问题,提出了一种基于压电阻抗和卷积神经网络的螺栓球节点健康监测方法。制作了一个正放三角锥缩尺网架模型,将压电陶瓷传感器(PZT)粘贴在杆件近球节点一侧的外表面,对套筒施加大小不同的扭矩来模拟螺栓球节点不同程度的健康状态,在固定低电平电流激励下,测量压电陶瓷传感器电导信号(阻抗倒数)的变化以判断节点内部螺栓松动是否发生,进一步采用卷积神经网络方法,以归一化的电导信号矩阵为输入,以损伤程度对应的二进制标签为输出,构建卷积神经网络,利用训练好的卷积神经网络对节点松动程度进行识别。研究表明所提方法可以有效监测节点内部螺栓发生的初期小损伤,卷积神经网络具有强大的鲁棒性,更适合于工程实际,为监测螺栓球节点连接的空间结构安全运营提供了一种新思路。
关键词
结构工程
损伤监测
压电阻抗技术
螺栓球节点
卷积神经网络
压电陶瓷
Keywords
structural engineering
damage monitoring
piezoelectric impedance technology
bolted spherical joint
convolutional neural network
piezoelectric ceramic slice
分类号
TU391 [建筑科学—结构工程]
下载PDF
职称材料
题名
基于小波包能量法的扣件式模板支撑架节点连接状态监测方法
被引量：
1
2
作者
任
师训
叶德英
徐菁
刘客
姜世宇
机构
青岛理工大学土木工程学院
莱州市城乡建设事务服务中心
出处
《青岛理工大学学报》
CAS
2023年第5期56-62,共7页
基金
山东省自然科学基金资助项目(ZR2021ME033,ZR2021ME239)。
文摘
针对目前建筑工程施工过程中模板支撑架倒塌事故频发问题,提出了一种基于小波包能量法的模板支撑架节点连接状态的监测方法。利用压电陶瓷传感器(PZT)同时具备驱动和传感的能力,在节点连接的2根垂直杆件上分别布置PZT片,一个作为驱动器产生电压信号,另一个当作传感器接收信号。采用小波包能量分析法计算所接收应力波信号的能量值,节点处连接松动将导致接收到的应力波能量发生变化,根据连接松动前后应力波能量值的变化计算连接状态监测指标即松动指数,最终确定节点松动状态。取施工现场的一个直角扣件钢管脚手架原型节点进行试验验证,通过6次重复性试验结果可知,利用PZT片和小波包能量分析法,可以实现对模板支撑架节点松动状态进行监测,该方法对预防和降低施工现场模板支撑架坍塌具有一定的实际意义。
关键词
健康监测
小波包能量法
压电陶瓷片
扣件节点
Keywords
health monitoring
wavelet packet energy method
piezoelectric ceramic plate
fastener node
分类号
TU391 [建筑科学—结构工程]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于压电阻抗和卷积神经网络的螺栓球节点健康监测
姜世宇
徐菁
任
师训
张端
《青岛理工大学学报》
CAS
2023
3
下载PDF
职称材料
2
基于小波包能量法的扣件式模板支撑架节点连接状态监测方法
任
师训
叶德英
徐菁
刘客
姜世宇
《青岛理工大学学报》
CAS
2023
1
下载PDF
职称材料
已选择
0
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参考文献
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