试论智能桥梁结构的健康检测
随着检测技术、计算机技术、电子技术和通讯技术等相关学科的进‘一步深入，桥梁结构健康监测技术正朝着智能化发展。智能桥梁结构健康监测的研究，符合人们希望通过迅速发展中的工程检测、通讯、控制与计算机技术，对采用新技术、新材料、新工艺的新型桥梁结构实施检测和指导养护管理的目的。桥梁结构健康监测是一个复杂的系统，它包括桥梁结构关键部位的测试数据的现场采集、数据与指令的远程传输、数据储存与处理、结构安全状态的评估与预警等。这些齐全的功能特性，使得桥梁结构健康监测不仅仅能够对桥梁结构的安全状态进行监控与评估，它还可能成为桥梁结构研究的“真实试验室”，即通过其在桥梁运营中所获得的结构及环境信息，不仅为桥梁维护、维修与管理决策提供依据和指导，还为桥梁的理论研究与试验、提供最真实的第一手信息，获得实际桥梁结构全面的动、静力性能，加深人们对桥梁在各种交通条件和自然环境下的真实行为的理解，从而验证大桥的理论模型、结构设计、计算假定，指导桥梁结构设计方法、施工工艺与相应的规范标准等的改进。因此桥梁结构健康监测的研究和发展，不仅对桥梁建设、管理具有现实意义，而且更将可
智能结构中存在着复杂的弹性场
层合压电智能结构是由弹性材料,压电材料和粘结层构成,在层合压电智能结构中存在着复杂的弹性场、电场的相互耦合作用。因此建立能准确描述层合压电智能结构在外荷载作用下的静动态响应的分析模型,要进行力-电耦合行为的建模;力-电耦合的定量设计、优化设计与计算机模拟;探索力学场,电场的宏观场的耦合作用,讨论层状智能材料力-电耦合问题的计算理论和方法;层合压电智能结构的优化设计;研究传感层和致动层嵌置深度、厚度及位置的优化设计模型,建立嵌置有传感层和致动层的层合智能结构的优化设计的有限元分析模型和闭合反馈控制算法的理论公式,实现层合压电智能结构的静力分析、形状控制和主动控制,这些都是亟待解决的问题。本文研究的主要内容如下:(1)、层合压电智能结构的有限元方程推导和有限元分析模型建立。从Hamilton原理和磁电力热耦合的本构方程出发,通过引入对电场和弹性场适当的近似,建立层合压电结构的有限元分析模型和计算公式,编制基于ANSYS/APDL的有限元分析程序,为静力分析和主动控制做准备。(2)、层合压电智能结构的静力分析。在现有的压电有限元分析模型中,大部分都忽略了粘结层的影响,实际上粘结层对结构的性态
结构发展的最前沿——智能结构
地震和强风的作用严重威胁土木工程结构的安全，随着结构控制学科，信息技术和材料科学的发展,科学家和工程师们从对自然界和生物进化的学习与思考中得到启示，提出了力图从根本上解决工程结构整个寿命期间安全及减小灾害影响的一条崭新的思路，即引入智能结构系统的概念。 智能工程结构中的振动控制系统主要由传感器 信号处理器 控制器和作动器或耗能器四部分组成，它们分别相当于人的感官 神经 大脑和肌肉，此系统可以模拟生物界的方式感知结构内部状态和外部环境，将传感器量测到的信号，经信号处理器加工处理，送入控制器，控制器再依据某种智能控制算法做出决策，通过作动器对结构施加指令或调节耗能减振系统的参数实现结构减振系统智能化的目的。 因而，具有智能特性的工程结构能够根据环境激励信号和结构响应信号，自适应地实时改变结构的状态，抑制结构在地震动或强风作用下的振动，保证结构的安全对智能土木工程结构中减振系统的探索已成为土木工程学科中相当活跃的研究领域之一，实现土木工程结构智能化将是土木工程的发展方向。