结构连接刚度损伤的识别方法

通过钢桁架结构系统在模拟连接损伤工况下的动力特性参数测试,基于实测数据分析了各类动力指纹参数对连接刚度损伤识别的效果,提出了一种基于频段相关系数的结构连接刚度损伤识别方法.通过破损方案对比验证了此损伤识别方法的有效性,并利用有限元模拟对该识别方法的适用范围加以探讨.研究结果显示:频段相关系数作为一种新的损伤识别指纹参数...     

斜拉桥结构施工状态下连续小波变换损伤识别方法

以在建的广东李家沙特大斜拉桥为工程背景,选取双悬臂施工状态下的结构为分析对象,利用MI-DAS软件分析获得结构的各阶振动模态,将之作为输入信号导入MATLAB中,进行Gaussian小波变换用于结构损伤识别.对不同位置与程度结构损伤的识别效果进行了讨论,对各阶模态及各类型模态的损伤识别效果进行了比较,并考虑了随机噪声的影响.研究结果表明,曲率模态对结构损伤较为敏感,损伤识别的效果较好.另外,损伤识别效果受一定边界条件的影响.但总的来说,曲率模态的连续小波变换信号能够快速、可靠地识别出施工过程中结构的损伤位置与损伤程度.     

基于能量特征的小波概率神经网络损伤识别方法

以小波能量特征向量作为概率神经网络(PNN)的输入向量集,提出了小波概率神经网络(WPNN)的损伤识别方法．为了验证该方法的有效性,对钢框架进行了损伤识别研究,并考虑了随机噪声的影响．识别结果表明：WPNN抗噪声能力强,识别精度高,在结构损伤识别与在线检测方面具有潜力。     

刚度突变对结构转换层配筋影响的研究

用结构三维分析程序ＴＡＴ,对某工程实例的３３层框－剪结构进行分析并计算其配筋量,该结构的抗侧移刚度沿度度方向在两处发生突变,经分析得出结论：在进行高层建筑结构的设计时,结构的抗侧移刚度可以出现突变,而且只要转换层的位置选择得当,转换层不必进行特殊加固,结构抗侧移刚度的突变异了配艋量的增大,这一现象只有在转换层内才显得比较突出,而在远离转换层处,其影响大幅减小,其至反而结构的抗震性能有所改善。     

桥梁健康监测中桥梁结构损伤智能识别方法研究

作为桥梁健康监测中的重要组成部分,结构损伤识别对桥梁维修和管理有着重要意义。为优化桥梁结构损伤智能识别效果,研究提出了基于小波变换改进和深度置信网络的桥梁结构损伤智能识别方法。结果显示,该方法对斜拉索受损模式的最大识别准确性可达到0.95,相较于NB算法提高了0.12。这表明,该方法增强了对复杂桥梁数据的处理能力,提高了桥梁结构损伤智能识别的准确性,有利于促进桥梁结构损伤识别技术的发展,为提升桥梁管理水平提供保障。     

结构损伤识别的周期小波方法

通过对结构损伤前后模态特征的变化进行分析,利用损伤结构的位移振型函数构造出曲率振型函数γi(x),然后再在曲率振型函数的基础上提出一个用于探测和评定损伤程度的新指标———损伤因子r(x)=∑i∈Idγi2(x);基于小波分析的方法,对损伤因子进行周期小波变换,通过小波系数的取值范围提出了一种结构损伤定位和损伤程度的评估方法.数值仿真表明,这是一种行之有效的损伤识别方法.     

基于小波变换的圆柱壳损伤识别方法研究

将连续小波变换识别裂纹的基本原理运用于圆柱壳的损伤识别研究,利用sym4小波对含裂纹圆柱壳的前四阶振型信息进行多分辨率分析以及连续小波变换,能够准确地识别出裂纹的位置;考虑到实测信号往往是含噪声信号,进一步研究了噪声对识别结果的影响。通过数值算例验证了其可靠性,表明此方法在圆柱壳结构损伤诊断中具有一定的应用价值。     

竖向刚度突变结构弹塑性时程分析

某竖向刚度突变结构采用NosaCAD有限元软件建立整体结构分析模型,在文中分析结构在7度多遇和罕遇地震下的弹塑性时程反应,得到结构在地震作用下的变形、内力和破坏情况的变化过程.并与振动试验台作出相应对比.最后根据构件的受力及损坏情况,给出了设计改进建议.     

基于应变模态小波神经网络的结构损伤识别方法

以框架结构为研究对象,利用小波分析和神经网络理论,结合二者的优点,运用小波分析来确定框架结构的损伤位置,运用神经网络算法来识别损伤程度,给出了基于应变模态参数识别框架结构损伤的原理,建立了一种识别结构损伤的小波神经网络方法.通过建立基于振型模态和应变模态的损伤识别方法,分别对9种不同工况下框架的裂缝位置进行识别,并对比了这2种模态下损伤位置的识别效果.然后,分别对框架的振型模态和应变模态进行连续小波变换,获得2种模态参数下的小波系数模极大值.利用神经网络去模拟小波系数模极大值与损伤程度之间的非线性关系来识别结构的损伤程度,并对比了这2种模态下损伤程度的识别效果.数值分析结果表明,小波神经网络可以有效地识别出结构的损伤位置和损伤程度,基于应变模态的损伤识别方法具有更好的准确性.     

基于支持向量机的大型输电铁塔损伤识别方法研究

输电铁塔在电力的传输上占有重要地位,一旦发生损伤破坏将造成严重的经济损失.模态曲率改变率这一参数具有良好的损伤定位能力,通过对某500kV输电铁塔的损伤位置识别,即使是在诸如1%等微小损伤条件下,仍能取得良好的效果.作为一种新兴的机器学习算法,支持向量机在损伤识别中已显示出其回归能力的优越性.本文提出了利用最小二乘支持向量机进行大型输电铁塔的损伤程度识别方法,通过对某500kV输电铁塔的损伤程度进行识别,发现该方法在较少的样本条件下,亦能非常逼近目标值,具有精确的损伤程度识别能力.     

基于应变模态的直接损伤定位法

通常结构的位移模态和固有频率难以有效的反映结构是否损伤和损伤状况,应变模态能够更有效,更可靠的对结构损伤识别和定位。本文通过ANSYS对梁结构的不同损伤程度和不同的位置损伤工况的模拟仿真,进行结构损伤分析研究,最后通过前三阶应变模态振型结构损伤前后的比较,总结损伤结构的应变模态的变化规律,揭示应变模态对结构损伤的敏感性。     

古建筑木结构地震损伤分析及抗侧刚度识别

为研究地震作用下古建筑木结构层间抗侧能力损伤和识别,根据缩尺比为1∶3.52殿堂式古建筑木结构振动台试验,分析不同地震损伤下模型层间等效抗侧刚度、侧移响应及侧移对刚度损伤的敏感性.在考虑柱脚滑移的结构简化力学模型基础上,推导模型的状态方程和观测方程.考虑试验环境噪声干扰,利用奇异值分解偏最小二乘(PLS-SVD)和扩展卡尔曼滤波(EKF)方法定量识别模型等效抗侧刚度.结果表明,随着地震损伤增加,结构层间等效抗侧刚度比减小、侧移峰值对柱架层结构损伤较乳层敏感.无损工况下结构等效抗侧刚度识别误差在10%左右;损伤工况下结构等效抗侧刚度识别误差为15%～20%.通过明代古建筑木结构西安钟楼等效抗侧刚度在线识别,验证了PLS-SVD和EKF方法可为古建筑木结构等效抗侧能力监测和震前抗倒塌预警提供理论依据.     

古塔结构损伤的系统识别Ⅱ:应用

大多数系统识别方法并不能很好地解决实际工程所呈现的复杂性和随机性。本文的研究目的是提出可有效应用于实际工程、基于系统识别的损伤检测及估计方法。文中以兴福寺塔为例,讨论了古建筑结构损伤的特点;提出了根据满足规范要求的设计目标确定基准系统的方法,从而使系统识别技术在古建筑这样一类没有损伤前测试数据的实际工程的应用成为可能。实测频率和模坊数据被用来对结构参数的变化作出估计,采用论文Ⅰ提出的判别分析法和条件分布下的损伤程度估计方法对古塔损伤进行了识别,其结果是可以接受的。     

古塔结构损伤的系统识别Ⅰ:理论

在结构损伤的系统识别中,损伤是结构参数的减小来反映的。由于存在模型误差和测试误差,并不是所有的参数值减小代表损伤。本文提出的损伤区域的判别分析法将对每一个可能的损伤状态定义为一个随机总体,通过比较样品到第一个总体的距离来确定样品与哪个总体最靠近,进而对损伤区域作出判断。算例表明,这一方法可以避免确定损伤单元数时的主观测断,减小误判的风险。本文提出的条件分布下损伤程度估计方法不仅利用参数变化量的均值信息,还利用它的协差阵信息,因而具有更高的识别精度。     

基于数据融合的大型输电铁塔结构损伤识别

对输电铁塔进行损伤识别研究,可以提高其可靠性与安全性,避免重大事故的发生.将模态柔度差和模态柔度改变率引入到输电铁塔的损伤识别研究中,在单损伤和多损伤情况下,完成了某500kV输电铁塔的损伤位置识别.为了提高结构损伤识别的准确性,在铁塔损伤识别中引入多传感器数据融合技术,提出了基于数据融合的铁塔结构损伤识别方法,将模态柔度差、模态柔度改变率和模态曲率差3种损伤指标进行数据融合处理,融合后的铁塔损伤识别结果可以克服柔度指标在多损伤工况特征不明显和误判的情况,识别效果较单一指标得到了很大的改善.     

石油井架结构损伤的分步识别技术研究

针对JJ160/41-K型石油井架结构损伤识别问题,提出基于模态参数和支持向量机的分步识别方法,即先使用柔度矩阵方法进行井架结构损伤位置识别,再以柔度曲率差值作为损伤识别指标,应用支持向量机回归算法对已定位的损伤进行定量分析.仿真计算结果表明该技术可有效实现井架结构损伤的定位与定量分析.     

基于振动的结构损伤识别

把单元刚度修正系数作为待识别参数，综合考虑了各结构参数对结构损伤的影响，并运用条件优化方法对单元刚度修正系数进行计算，计算了结构损伤时各单元的损伤因子，通过损伤因子即可对单元的损伤情况进行评估，经过实例运算验证了其对结构损伤的敏感性和有效性．     

基于I-ELM的飞机复合材料结构损伤识别研究

针对飞机复合材料结构损伤难以有效识别问题,本文提出一种基于增量型极限学习机(Incremental Extreme Learning Machine,I-ELM)的飞机复合材料结构损伤识别新方法。首先对某型机用复合材料层合板进行冲击,而后对其进行疲劳拉伸试验,通过优化布局在复合材料层合板上的光纤光栅传感器募集应变信息,并对其进行预处理。采用互补总体平均经验模态分解(Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)方法对募集的应变信息进行自适应分解,得到多个本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),计算各阶IMF分量的样本熵,通过核熵成分分析(Kernel Entropy Component Analysis,KECA)方法对样本熵进行特征融合,构建融合特征向量,采用融合特征向量建立基于I-ELM损伤识别模型,通过实验对损伤识别模型的有效性进行了验证,并与所构建的BP的损伤识别模型的识别结果进行了比较。结果表明,该方法能有效对飞机复合材料结构损伤进行识别,具有很好的应用前景。     

复杂结构中非线性元件位置判定

非线性系统在不同力幅的正弦激励时,其频率响应的函数将随力幅而变化。在研究非线性系统广义频率响应函数表达式的基础上,导出一种适用于复杂结构中非线性元件位置分布的判断方法。