状态监测与故障诊断技术

简要介绍目前常用的几种状态监测与故障诊断技术及应用。     

基于浮点数编码的信息熵控制多种群遗传算法

在用准精确惩罚函数处理约束优化问题的基础上，提出一种基于浮点数编码机制的信息熵控制多种群遗传算法。通过在遗传设计中定义一个新的概率而引入信息熵概念，构造出一个信息熵优化模型。该模型不必完全求解，即可容易求出作为概率的拉格朗日乘子，得出空间收缩概率，控制各种群中解空间的收缩。信息熵的介入可使优化过程更加平稳，收敛更快。同时，该算法给出了一种科学而有效的遗传设计收敛判据。实例证明该文算法在求解约束优化问题时快速、有效。     

面向对象有限元方法及其C++实现

系统归纳了面向对象有限元的基本理论和实现方法，比较了传统有限元实现方法与现代面向对象有限元方法的共同点及不同点．通过针对空间结构分析软件的基于统一建模语言(UML)的系统设计和运用C 语言实现面向对象有限元的程序框架，表明了面向对象有限元方法的先进性和基于C 语言实现的可行性．     

油缸顶升位移不同步对整体钢平台性能的影响

液压同步顶升系统对整体钢平台爬升工作状态下的安全性和稳定性至关重要。通过建立爬升工作状态下整体钢平台的有限元分析模型,对液压油缸顶升位移不同步给整个钢平台模架结构体系带来的影响进行了计算分析。针对两种不同荷载工况下,整体钢平台模架体系的两种代表性单筒发生油缸顶升位移不同步的情况,分别建立多个算例,得到整体钢平台的最大竖向及水平变形、最大应力和各位置油缸顶升力。结果表明:随着不同步顶升位移差值的增大,整体钢平台的最大竖向变形、水平变形和最大应力变化不大,目标油缸顶升力随不同步位移差值的增大呈明显的线性变化,其相邻油缸顶升力则线性减小。研究建议:在整体钢平台爬升工作状态下,严格监控危险位置的油缸顶升位移,保证任意两油缸的顶升位移差值不超过文中建议的阈值。     

X型圆钢管相贯节点刚度试验

为了验算相贯节点刚度对钢管结构的受力性能及整体稳定性的影响,以某单层网壳结构体育馆为背景,进行了X形相贯节点轴向刚度和抗弯刚度的试验研究.文中介绍了试验方案和主要试验结果,对试件的破坏机理进行了分析.试验结果表明,当支管与主管直径相差较多时,节点轴向刚度和抗弯刚度均较弱,节点的半刚性能对结构的受力性能尤其是整体稳定性的影响不容忽视;当支管与主管直径接近时,节点轴向刚度和抗弯刚度均较大,基本能够满足节,最刚接的要求.     

基于等稳定水准的中厚板加劲肋优化设计

在柔性加劲理论的基础上,以单轴均匀受压板件为对象,利用小刚度加劲厚板极限强度公式,提出了基于等稳定水准的中厚板加劲肋优化设计的具体方法.优化过程以加劲肋尺寸和数量为决策变量,以单位重量母板的加劲肋用钢量为目标函数,并以加劲板发生整体失稳破坏、肋间母板和加劲肋不发生局部屈曲、加劲板极限强度满足设计要求等作为约束条件.优化工作采用有约束混合整数非线性规划和有约束非线性规划理论,并结合MATLAB和YALMIP优化工具箱进行.算例分析表明,对中厚板采用基于等稳定水准的加劲肋优化设计是安全可行的.在满足相同的加劲板极限强度需求条件下,给出的加劲肋布置形式具有比刚性加劲设计更好的工程经济效益,且板件宽厚比越小,加劲肋用钢量的节约效果就越明显.     

Revit-Abaqus模型转换接口的开发与应用

针对复杂建筑结构在Abaqus中建模困难、效率低下等问题,开发了Revit-Abaqus模型转换接口.基于Revit API,利用C#语言在Visual Studio 2015平台上进行Revit二次开发,以获取Revit中结构模型的构件坐标、几何尺寸、截面类型,以及横截面方向、材料参数、边界条件、荷载信息等Abaqus中结构分析必需的数据,并在转换程序中自动对构件进行网格划分,最终生成Abaqus可识别的INP文件,之后通过多层钢框架验证该接口的可靠性和正确性.最后将其应用于上海某超高层建筑核心筒施工整体钢平台的三维建模和结构分析.该转换接口打通了Revit与Abaqus之间的数据壁垒,实现了Revit中复杂结构模型导入Abaqus进行精确的结构计算分析的目标,大大提高了复杂结构建模和计算分析的效率.     

基于子结构模型的室内火灾下钢框架结构倒塌分析

根据室内火灾下结构的倒塌模式确定钢框架子结构模型的选取范围,采用矩阵分析方法推导出子结构模型的边界条件.基于易损性分析,提出了火灾下钢框架结构抗倒塌性能的简化评估方法,并以结构倒塌时间的可靠指标作为结构抗倒塌性能的定量评估标准,继而研究了起火房间位置以及防火保护对火灾下钢框架结构抗倒塌性能的影响.结果表明,角部房间以及短跨边房间发生火灾对结构倒塌影响最大.在高、中、低3种防火保护条件中,高防火保护条件下结构倒塌时间受随机变量的不确定性影响最大.火灾下结构倒塌时间的可靠指标主要分布在1.0～3.0范围内.为满足目标可靠指标,结构的倒塌时间应除以大于1的分项系数.     

T型相贯节点在爆炸冲击和火灾作用下力学性能的有限元分析

针对T型相贯节点冲击、高温试验,利用ANSYS通用有限元分析软件,采用显式-隐式序列求解方法,对T型相贯节点在爆炸冲击荷载作用下的动态响应,以及冲击后的抗火性能进行了有限元模拟分析.计算中,充分考虑了应变率和温度引起的材料性能变化,分别得到考虑应变率效应的应变时程曲线,以及在应变率强化后考虑温度软化的耐火极限温度和节点破坏模式.将有限元计算结果与试验结果进行对比,验证了显式-隐式序列求解方法的可行性和结果的准确性.     

一种新的遗传算法停止准则

遗传算法因其思想简单、易于实现及不需要目标与约束函数的灵敏度信息等优点而越来越受到国内外广大学者的关注。本文以基于空间收缩的多种群遗传算法中搜索空间的收缩精度作为算法停止准则，并与传统的控制算法收敛的方法进行比较分析，实验表明本文算法停止准则能够及时准确地控制算法收敛，较之传统方法更具科学性和有效性。