基于K近邻算法的平面结构变形场实时测量方法

针对行骨架结构式天线背架变形场难以监测的问题，提出一种基于K近邻算法的平面结构变形场实时测量方法。针对被测结构在实际使用工况下的典型受力状态，对结构施加负载，采集变形数据，制作预标定数据集，获取被测结构的实时应力应变数据。将实时获取的一组应力应变数据与预标定数据集各组数据进行相似度计算、排序，依据相似度系数矩阵和所选取的预标定数据，对当前受力状态下的监测点变形位移数据进行计算；根据行骨架和主背架的受力特点，对整个阵面变形场进行插值计算，拟合出被监测天线阵面的变形场数据。为了验证所提方法的有效性，本文在一种行骨架式非闭合平面结构上开展实验研究。结果表明，所提算法能够测量非规则结构在外力作用下的变形场，并具备一定精度。     

基于多模态传递比的旋转叶片动应变场重构方法

针对旋转叶片非接触式应力/应变测试的需求,本文提出一种基于多模态传递比的叶片动应变场重构方法。首先,基于多自由度(MDOF)系统的振动微分方程,在模态坐标系下建立位移频响函数(FRF)和应变频响函数,进而得到位移-应变响应传递比表达式;以某12扇区的叶盘为分析对象,建立叶片有限元模型并进行模态分析,通过提取多模态叶尖位移和叶身应变,得到总位移-应变传递比矩阵和定向位移-应变传递比矩阵;最后,基于Simulink平台进行旋转叶片叶尖定时采样(BTT)仿真模拟,通过周向傅里叶拟合算法(CFF)对欠采样信号进行振动位移重构,将得到的叶尖位移代入传递比表达式,得到叶身应变。研究结果表明：在非共振态下,由叶尖位移重构得到的叶身总应变与有限元分析得到的总应变相对误差为0.12%～14.56%,定向应变相对误差为1.92%～14.70%,验证了本文提出的基于多模态传递比的叶片动应变场重构方法的有效性。     

扩径体直径对钻扩混凝土桩桩周土体影响的试验研究

基于室内砂土半面模型桩竖向加载试验,采用VIC-3D非接触全场应变测量系统实时记录荷载作用下桩周土体变形的动态发展过程,结合数字图像相关技术,获取了荷载作用下桩周土体位移场分布特征,探究了扩径体周围土体破坏状态,研究了钻扩混凝土桩扩径体直径对单桩承载力、位移分布规律、压缩区及沉陷区等的影响,并对主要压缩区和主要沉陷区范...     

桥梁振动变形监测的加速度实时重构动态位移算法

针对现有加速度积分算法实时处理困难、存在漂移误差的问题,构建一种基于递归高通滤波器的加权滑动均值滤波方法。利用递归高通滤波器降低原始加速度与积分所得位移的低频误差,通过加权滑动均值滤波器消除两次积分过程中残余误差引起的趋势项,基于频域积分使用先验数据求取最优滤波参数,实现利用加速度数据实时重构桥梁的振动位移。多组模拟数据和两组实测数据测试结果表明：在保证实时解算的条件下,重构动态位移精度均优于1 mm。研究结果表明该方法具有较高的精度,可为桥梁振动实时变形监测提供新方案。     

用高温高频光栅研究激光焊接的残余应变场

应用耐高温的高频位相型光栅（１２００线／ｍｍ）和云纹干涉法实验技术，研究了低炭钢薄板中央激光堆焊试件的焊接残余应变场。获得了焊缝附近区域的全场位移条纹图，进而得到了该区域内含有塑性残余变形的残余应变场，并描述了其残余应变场的主要特征。实验证明了该方法具有高灵敏度、高分辨率、耐高温，以及全场和无损等优点，对于进一步实时研究激光焊接的热应力和热应变过程，以及评估激光焊接的工艺质量均有积极的意义。     

考虑地下水浮力分布规律某工程地下底板抗浮性能分析

随着城市建设过程中地下结构的兴起,地下车库可以有助解决交通拥挤,但地下水浮力问题的忽视则会造成地下结构上浮、破坏、倒塌。本文基于位移变化量现场实测与ANSYS APDL数值仿真,对江苏镇江某单建式地下车库底板对比分析,研究其在有无折减工况下的应力与位移情况,计算底板抗浮能力。结果表明,地下车库工程采用大面积地下底板时,计算工况需要考虑地下水浮力的折减效应,且底板中间折减系数大,四周依次递减;而且该规律亦可反映底板的应力、位移分布规律。位移实测结果与地下水浮力折减工况下位移分布规律较为吻合。     

刚性道面弯沉盆重心距离法及回归模型

提出一种刚性道面弯沉盆重心距离法(MAREA)及回归模型,在系统建模和分析传统弯沉盆面积指数法(AREA)的基础上,从综合利用各个测点弯沉值信息的角度,以弯沉盆重心距离指标替代弯沉盆面积指数,推算相对刚度半径;并以实测弯沉盆误差最小为准则,计算板下地基反应模量,从理论上解决结构参数反演的多解性.在典型的刚性道面结构形式下,分析改进方法采用最佳的传感器数量以及可靠性.结果表明,改进后的方法可较大提升反演结果的可靠性,能有效处理测量误差.基于落锤式弯沉仪(FWD)实测数据的模型验证结果也表明,该改进方法相对于其他方法能减少拟合误差.采用五次多项式建立了无偏的回归模型,大大提高了反演的效率.     

基于BP神经网络的TBM刀盘关键位置应变重构

为解决恶劣工况下全断面硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)关键主承力结构应变监测难、监测不准的难题，提出了一种基于BP神经网络和有限元分析的TBM刀盘关键位置应变重构方法.首先，通过静、动力学有限元分析确定了TBM刀盘关键位置，并提取了刀盘典型易损特征子结构.其次，基于有限元技术和实验设计(design of experiments, DOE)方法，分别进行了标准件和特征子结构多载荷下静力学有限元分析，并构建了载荷-应变数据库.最后，运用BP神经网络建立了标准样件和刀盘特征子结构的应变重构模型，并进行了标准样件的实验验证.结果表明，重构应变的平均误差为10%,验证了方法的可行性，为TBM刀盘复杂结构的应变重构提供了一种可行的方法.     

热-力-电耦合下天线罩电性能仿真及分析

在实际飞行工况下,热力载荷会改变高速飞行器天线罩原有的电磁特性,从而影响制导性能。提出了一种基于六面体网格划分的热-力-电耦合模型及仿真方法,可准确表征高速飞行工况下天线罩介电温漂和结构变形对电性能的影响。基于天线罩热-力-电共享网格模型,首先通过瞬态热仿真得到天线罩响应温度场,通过静力分析得到天线罩结构变形场。然后,将天线罩介电温漂和结构变形准确传递到其电磁仿真模型中,并采用三维射线跟踪法计算其电性能。最后通过一个典型算例对高速飞行工况下天线罩电性能的变化进行仿真和分析,结果表明电性能变化非常明显,也进一步说明了所提方法的可行性和研究的必要性。     

多工况下高超声速飞行器再入时流场的计算

为了弄清典型高超声速飞行器再入时处于连续区的流场状态,采用多组分、考虑非平衡态气体振动激发与化学反应过程的守恒型Navier-Stokes方程组,并用高分辨率TVD格式进行求解,获得了不同飞行工况下飞行器流场的气动热力学(尤其是壁面热流密度)和热-化学非平衡态特性,数值结果与风洞试验及飞行数据吻合较好.通过对多个工况点下流场状态的分析与对比,给出了高超声速飞行器在整个再入过程中的壁面热流密度值、气动力系数,尤其是计算域内热力学非平衡区的分布特性,这对有效地完成飞行器热防护设计具有积极意义.