MATLAB高铁火车站轨道梁动态变形数据处理方法与分析(2)
2 结构健康监测与 FBG 传感器 2.1 结构健康监测 结构健康监测的定义为：一种从营运状态的结构中获取数据并进行处理，在此基础上评估结构主要性能指标的有效方法。即，利用无损伤传感技术，分析评估包括结构响应在内的系统特征。它结合了无损伤检测和结构特性分析，是为了达到判断结构中是否存在损伤的目的。（工程结构一般会受到两种损伤，即突然损伤和积累损伤。）损伤检测一般包括 5 个层次。第一，判断结构中是否有损伤；第二，损伤定位；第三，识别损伤类型；第四，量化损伤的严重程度；第五，评估结构的剩余寿命。理想的损伤识别方法必须具有的重要性能是，能够区分结构本身模型误差引起的偏差与结构产生的损伤引起的偏差间的差别[2]。 传感模块、数据采集模块与传输模块、计算机终端是一般工程结构健康监测应该包括的三个部分。第一个部分的主要作用是通过光纤光栅传感器将待监测的物理量转变为电信号。第二个部分的主要作用是实现采集和预处理各种信息源、并对获得的数据进行分解、变换，从而获取所需要的特定参数并以一定的形式存储起来，之后将存储的信息传送至计算机终端。第三个部分的主要作用是获取监测的数据，并将监测数据进行处理分析，从而达到评估出工程结构健康状况的目的。安全性评估是以健康监测和损伤识别为基础的，测试结构当前的工作状态，设定临界失效状态，并将两者进行比较文献综述，评估结构的安全状态等级。当然对于不同的结构，重要程度定不相同，安全等级理应根据自身的特征有所区别。 大型工程结构复杂的力学特点以及多变的外界环境，决定了在结构设计环节中完全掌握结构的这些特征和行为是非常不切实际的。这一点又充分的说明了结构健康监测的意义，倘若我们将获取的信息反馈于结构设计，就能够使得在此基础上设计出的结构更能符合受力特点，使结构设计方法与相应的规范标准等得以改进，使得安全可靠和经济达到统一。结构健康监测不只是传统的检测加结构评估技术，而是被赋予了结构监控与评估、设计验证、研究与发展三方面的意义。