应变模态法在悬臂梁结构损伤监测诊断中的应用

工程实际中各种结构的应变模态对于结构的微小损伤具有高度敏感性,依据这一特点及应变模态振型的变化,便于及时监测、诊断结构的损伤程度及损伤位置,以保证结构的可靠性及安全性.从理论和实验的角度探讨了应变模态的原理和参数识别方法,并通过实验对悬臂梁进行应变模态参数识别,获得了悬臂梁多阶应变模态的振型图.根据悬臂梁的振型变化,判断出结构微小损伤的具体位置,并由此验证结果将应变模态法应用于工程实际并对各种结构损伤进行监测诊断的可行性.     

应变模态法在结构损伤监测诊断的研究

结构的应变模态对于结构损伤具有很高的敏感性，对于及时监测诊断结构的损伤保证结构的可靠性、安全性具有重要意义。本文从理论上研究应变模态的原理和应变模态参数识别方法。     

基于随机子空间的钢管混凝土拱桥模态参数识别

结构模态参数识别是结构健康监测领域研究的重点.基于随机子空间法理论,在环境激励下对某钢管混凝土拱桥拱肋进行模态参数识别,得到该桥拱肋的固有频率、阻尼比和振型等模态参数;用Midas-Civil有限元软件建立该桥梁的计算模型;对实测结果和计算结果进行对比,验证识别结果的可靠性.试验结果可作为该桥梁的损伤识别、使用状态评估和健康监测的基础.     

对结构局部微小损伤敏感的一种监测与诊断方法——应变模态法

大型钢结构件微小损伤的存在、发展决定着结构的可靠性和安全性,利用结构应变模态对结构的微小损伤的敏感性,可以及时定性的监测诊断结构损伤的位置以及发展状况,对于保障结构的可靠性、安全性具有重要意义.文章从理论上研究应变模态的原理和应变模态参数识别方法,并通过实验获得试验模型的应变模态参数、应变模态振型,为工程实际应用提供必要的理论、实践依据.     

基于柔度差曲率的简支梁损伤识别方法

针对土木工程结构健康监测,介绍了基于模态参数的损伤识别方法,分析依据模态参数获取结构刚度和柔度的条件,说明从一些低阶模态参数就可以获得柔度矩阵的精确估计值.提出一种利用柔度差曲率进行损伤定位与定量的新方法,通过对简支梁在不同损伤情况下的数值模拟验证了该方法的有效性,结果显示该法简单易行,具有一定的工程适用性.     

基于柔度矩阵法的结构损伤识别

针对工程结构的健康监测, 提出一种基于柔度矩阵法的损伤识别方法, 只需结构的低阶模态参数便可识别结构的损伤位置和程度, 克服了实际应用中高阶模态参数较难获得的缺陷, 并通过一个悬臂结构损伤识别的数值模拟验证了该方法的有效性.     

桥梁健康监测中的损伤特征提取与异常诊断

针对桥梁健康监测的应用 ,提出了一种基于统计模式识别技术的结构异常诊断方法 .由正常结构实时监测动态响应形成状态判断的数据基 ,通过序列相似分析将未知状态结构的响应信号与正常结构数据基进行环境/运营条件归一化 ;然后根据动态参数模型残差分析提取结构损伤特征 ,进而通过统计分析进行结构异常诊断和损伤定位 .与基于模态频率变化的方法相比 ,该方法具有更高的损伤识别能力 ,并能较好地克服实测数据离散性和环境与运营条件影响带来的困难 .通过三跨连续梁的数值试验验证了该方法的有效性     

损伤识别的模态数据异常值分析方法

为探讨通过实测模态数据识别混凝土梁损伤的可行性,采用异常值分析方法,提出了通过判断实测低阶模态参数是否偏离正常状态来确定结构是否发生损伤的单参考点方法。针对结构状态连续监测的情况,提出了更具鲁棒性的逐次参考点异常值分析方法。预制了一根16m长的钢筋混凝土梁,并对健康状态和多种已知人工损伤状态下的梁结构进行了实验模态分析。实验数据的异常值分析结果表明:基于模态数据异常值分析的损伤识别方法,不仅能识别出钢筋混凝土梁的损伤,而且对损伤还很灵敏,甚至能检测出小于1%的微小损伤;逐次参考点分析方法能追踪钢筋混凝土梁累积损伤的过程。     

悬臂梁结构损伤诊断的模式识别方法研究

选取悬臂梁作为典型构件,将模式识别理论和方法应用到基于模态分析的诊断技术中,利用由模态参数构造的损伤信息特征量建立损伤模式,对结构损伤位置进行识别.     

基于模态参数的海洋平台结构损伤诊断

为能快速及时对海洋平台进行损伤定位,提出利用不同模态参数进行结构损伤分步诊断的方法.对在南中国海服役的某海洋平台进行了模拟故障诊断分析,结果表明:模态曲率变化率能有效地判断损伤所在子结构;结构振型综合变化率能有效地判断损伤的具体位置.     

精准医疗中的柔性电子技术

 精准医疗是一种以个人健康大数据为诊疗依据的高度个性化的新型医疗模式,其依靠的数据主要包括基因型数据、表型数据和环境数据,其中表型数据和环境数据的获取需要借助具有动态数据采集能力的移动测量装置。本文简述了精准医疗的一般概念,提出柔性电子技术能够为动态医学监测提供有力的技术保障,并从材料体系、结构设计、集成方式和数据传递方式等方面概述了柔性电子技术,结合了目前柔性电子技术在医学监测领域的研究成果展示了其在精准医疗领域的巨大应用潜力。提出可以从提高系统的供电能力、提高系统的集成度与复杂度以及深入研究化学量检测等方面进一步提升柔性医学监测系统的性能,使其更好地服务于精准医疗模式。     

综合岭回归和SARIMA方法在桥梁健康监测数据分析中的应用

桥梁健康监测系统的实测数据普遍存在缺失问题,为了保证桥梁监测数据的完整性,更好地预测桥梁未来的健康状况,提出了一种具有样本内和样本外预测能力的组合模型。样本外预测可以基于现在数据预测未来的桥梁健康状态,样本内回归用于填补传感器数据中的缺失值,确保桥梁监测数据的完整性。由于不同位置处相同类型传感器的相关性较强,首先利用岭回归（Ridge Regression,RR）解决共线性问题,建立各传感器数据之间的关联,并预测缺失数据。接着引入季节性差分自回归滑动平均(Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average,SARIMA) 方法,利用其样本外预测能力并结合岭回归方法预测桥梁未来运行数据。然后,通过设立预警值实现健康状况预警,以保证桥梁健康运行。最后,将该方法应用于实桥中,验证了其有效性,为传感器数据填补以及预测桥梁未来状态提供了一个有效的预测模型。     

大气污染源监控与空气污染预报预警系统研究(二)

对太原市大气污染源监控与空气污染预报和预警系统方案进行了研究，提出了预报模式的改进方案及实施步骤。     

大气污染源监控与空气污染预报预警系统研究(一)

对太原市大气污染源监控与空气污染预报和预警系统方案进行了研究，提出了预报模式的改进方案及实施步骤。     

传感器优化布设在桥梁健康监测中的应用

回顾了振动模态分析技术中关于传感器最优布点方法的研究,针对桥梁结构健康监测中有关指纹析识别以及模型修正所需的模态动态信息,提出了一套传感器优化布设的方案,目的在于迅速有效地从一个自由度繁杂的结构模型中选择出关键的测点位置,在含噪声的环境中实现对结构状态改变信息的最优采集,改善早期对大型柔性结构的整体探伤能力。     

一种含噪声多模态调频调幅信号的提取方法

针对结构健康监测过程中的Lamb波多表现为复杂的多模态调频调幅信号,而无法实现对其模态成分进行精确提取的问题,提出了一种计算信号各模态在短时傅里叶平面上频率宽度的方法.通过对调频调幅信号的短时傅里叶变换能量分布的深入分析,将拟重构的模态成分宽度分为瞬时带宽区域和加窗旁瓣区域两部分,解决了影响模态提取精度的关键问题,从而利用时频变换的逆变换重构区域系数,实现了调频调幅信号成分模态的精确提取.通过对模拟信号提取误差的对比验证分析,由调频调幅模态的提取结果表明了该方法的有效性和鲁棒性.     

多分辨分析在悬臂梁裂纹检测中的应用

介绍了小波变换及多分辨率分析方法,将小波多分辨率分析应用于悬臂梁的裂纹检测。指出振型信息包含了完整的裂纹信息,利用db2小波和sym4小波进行多分辨分析,结果表明两种小波都可以对裂纹进行准确的定位,sym4小波由于具有较高的消失矩,故在信号重构中sym4小波重构结果优于db2小波,但若只是进行裂纹定位,db2小波则明显优于sym4小波。     

一种输油泵机组故障诊断与健康评估方法

输油泵机组是长距离油品传输的关键设备,有效预防其出现突发故障、减小故障造成的损失至关重要。然而目前针对输油泵的故障诊断方法在现场应用时普适性不佳,且缺乏针对机组一体的监测诊断研究,不利于计划性维修。此外,受现场可提供数据的限制,现有的输油泵状态评估方法在很多现场无法使用。针对上述问题,提出一种输油泵机组故障诊断与健康评估方法,利用迁移学习提高输油泵故障诊断在工业现场应用时的准确率;通过搭建实验台并对电机运行状态进行监测、分析,构建电机机械类故障诊断模型;构建基于卷积-长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)的状态评估模型,并以此为基础利用时序卷积网络(TCN)结合注意力机制进行状态趋势预测。在现场试运行的结果表明,本文提出的故障诊断及状态评估方法可以及时发现设备的早期故障,为设备运维提供有效的数据参考。     

海洋平台立管的传感器优化布置

为了满足海洋平台结构健康监测和损伤识别的要求,提出了一种以协调模态可观测性与损伤可识别性为目标的传感器优化布置方法。首先根据结构运动方程,利用损伤导致结构响应的变化,推导了结构响应与模态、损伤灵敏度的近似解析解。其次,建立包含模态信息和损伤灵敏度信息的传感器优化数学模型。最后利用奇异值分解方法,发展了一种以信息矩阵最大和条件数最小为目标的迭代算法。海洋平台立管的数值算例表明:该方法能够为海洋平台立管的健康监测提供可行的布点方案。