[发明专利]一种改进的静力传感器的优化布设方法

权利要求书

1.一种改进的静力传感器的优化布设方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.建立全桥的实体有限元模型，对该实体有限元模型进行修正；

S2.采用修正后的实体有限元模型模拟不同荷载情况下桥梁不同位置的受力情况，并建立n种损伤情况下的有限元损伤模型；提取各种损伤情况下各传感器潜在位置i处的应变预测值p_ij，其中，i为传感器的潜在位置，j为损伤情况，1≤j≤n；

S3，根据传感器的测量精度，将传感器潜在位置i处的应力预测值p_i划分为若干区间，相应的应力预测值处于同一区间的损伤模型即为不可识别损伤模型；将包含两个或两个以上的模型的区间设为集合b_ik，其中，k为不可识别损伤数，0≤k＜j；集合b_ik中的元素为各种不可识别的损伤状态且多个b_ik组成集合B_i,B_i＝{b_i1∪b_i2...∪b_ik}；

S4，若各传感器的潜在位置个数为m，传感器的个数为s，计算Y＝{B₁∩B₂...∩B_S}；子集中元素数量最少的数目即为最少的不可识别模型的个数Y_min,Y_min所对应的传感器的布设位置即为最优的传感器布设。

2.根据权利要求1所述的改进的静力传感器的优化布设方法，其特征在于，步骤S1中，所述的对该实体有限元模型进行修正包括：采用均匀设计法对该实体有限元模型进行一次修正。

3.根据权利要求2所述的改进的静力传感器的优化布设方法，其特征在于，所述的采用均匀设计法对该实体有限元模型进行一次修正具体包括以下步骤：

X1，选取目标函数Q(x)和待修正的m个参数变量X；

X2，将每个参数变量的取值划分为n个水平；

X3，根据均匀设计表及其使用表选取参数水平组合进行试验；

X4，将每次试验得到的静力数据与实测静力数据带入目标函数和误差指标函数中即得每次试验的结果；

X5，比较各个试验结果，得目标函数与误差指标函数最小时的参数水平，基于此参数水平的有限元模型即一次修正后的基准有限元模型。

4.根据权利要求3所述的改进的静力传感器的优化布设方法，其特征在于，步骤X1所述的目标函数Q(x)具体为：

Q(x)=Σi=1mγi(ϵi(X)-ϵ‾iϵ‾i)2]]>

其中，Q(x)为目标函数,r_i为权重系数，ε_i(X)为第i点的应变值，为i个应变的平均值。