考虑结构质量未知的非链式结构系统识别方法

目前已发展了许多基于结构振动响应进行结构系统识别的方法,但这些方法大都假定结构质量已知.虽然有部分学者研究涉及到质量未知的结构系统识别,但提出的方法还需要观测结构全部响应,尤其大多数为链式结构识别,对非链式结构研究很少.本文针对这些不足,研究考虑结构质量未知的非链式结构系统的识别,提出基于扩展卡尔曼滤波(EKF)方法,仅需要观测梁结构部分加速度响应,可同时识别结构的位移速度响应状态与未知的结构质量、刚度、阻尼参数.进一步推广了外激励未知情况下的扩展卡尔曼滤波(EKF-UI)方法,融合观测的结构部分加速度与应变响应,同时识别结构的位移速度响应状态与未知的结构质量、刚度和阻尼参数.并分别采用简支梁在已知和未知外激励下结构系统的识别算例,验证提出的两种方法的有效性.     

未知顶点输入下的框架结构物理参数识别及地震反演研究

对同时作用有未知顶点集中荷载和未知地震荷载的框架结构的物理参数识别及荷载反演进行了研究。根据地震荷载在框架任意层上的作用都是时域相关的特点,并结合"消去法"和"统计平均法"对结构的物理参数识别的同时,反演出未知顶点集中荷载和地震荷载时程。通过具体工程算例验证该算法的有效性和可靠性;并对有噪声情况下识别进行探讨。从而为结构损伤识别提供有效的方法。     

剪切框架在未知地震作用下的识别方法及试验验证

针对框架结构的绝对加速度响应部分观测、地震作用未观测的情况,提出一种多层剪切框架结构诊断的方法.该方法先依次采用扩展卡尔曼估计和递推最小二乘法对1层以上结构的扩展状态向量和未知作用力进行递推;然后利用结构频率特征方程,对第1层的结构参数进行估计;最后基于数值求解一阶微分方程,识别未观测的地震作用.通过1个4层框架试验,表明该方法能够很好地识别出结构参数和地震输入.     

基于环境激励的模态参数识别方法比较研究

针对环境激励下模态参数识别方法的发展进行了综述,对目前常用的几种识别方法的原理和特点进行了阐述,并指出其各自的适用条件及待解决的问题。     

多点非一致激励下高墩连续刚构桥的地震响应

为研究多点非一致激励对高墩连续刚构桥地震响应的影响规律,以某跨径为48 m+96 m+48 m的组合高墩连续刚构桥为算例,建立高墩连续刚构桥的三维有限元数值模型,计算高墩连续刚构桥在纵向随机地震动激励下,考虑视变化的波速以及视波速随地震动频率变化时的多点激励响应分析.研究结果表明:主梁的纵向位移、横向弯矩和轴力响应及桥墩的纵向位移、横向弯矩和纵向剪力响应随着视波速的变化有所不同,与常数视波速100 m.s-1下结构的响应相比,视波速随频率变化情况下的响应量显著增大,1号墩处主梁的纵向位移、横向弯矩和轴力分别增大了2.03、1.39和1.37倍,1号墩、2号墩墩顶的纵向位移、墩底横向弯矩和墩底的纵向剪力均增大约1.37倍.考虑随频率变化的视波速对高墩连续刚构桥的影响是必要的.     

基于改进XGBoost的地震多属性地质构造识别方法

地震属性可以用来解释与预测地质构造,因此地震属性被广泛地运用在煤矿地质构造的识别。但一般情况下,勘探区中无构造区域与有构造区域分布不均衡,无构造区域远远多于有构造区域。机器学习中,传统的分类器更习惯于偏向多数类,这使得如何有效地识别出构造体成为一个难题。为了解决这一问题,提出了一种针对不平衡数据集的改进极限梯度提升(extreme gradient boosting, XGBoost)构造识别方法。该方法的原理是,首先,以基于三维地震勘探成果数据体提取的12种地震属性为数据集特征,以实际揭露后的地质构造为数据集标签构建多属性数据集,然后以特征对标签的相关性为标准,过滤掉冗余的特征;其次,将边界样本分类算法(boundary sample classification, BSC)与合成少数类过采样技术(synthetic minority over-sampling technique, SMOTE)相结合形成BSC-SMOTE算法。用BSC-SMOTE算法对原始数据集进行平衡,再利用平衡后的数据集训练XGBoost分类器,并用贝叶斯优化(Bayesian optimization, B...     

基于推广卡尔曼滤波的目标高度识别方法

目的 研究现役红外制导反舰导弹对舰船目标高度的识别方法,从而为此类导弹的最佳命中点选择奠定基础。方法 根据实际使用的导引头的技术条件,建立识别目标高度所需的数学模型,然后利用推广卡尔曼滤波理论识别目标高度。结果 根据导引头的技术数据进行了大量的仿真试验,得到了目标高度的识别误差小于０．９ｍ的仿真结果。结论 推广卡尔曼滤波识别目标高度的方法是选择最佳回调规律及确定最佳命中点的一种新方法。     

斜拉桥一致激励和多点激励下的地震反应分析

讨论了斜拉桥的地震动力分析方法,包括三维斜拉桥线性地震分析的多点激励地震输入问题。对两典型跨径斜拉桥进行了一致激励和多点激励情况的比较分析。结果表明:多点激励对于长大跨径斜拉桥地震响应有很大影响,在进行地震响应分析必须予以考虑。     

随机地震激励作用下水中悬浮隧道锚索的动力响应

文章采用Morison公式,考虑水体对结构动力响应的影响,建立地震作用下水中悬浮隧道锚索的非线性动力方程;运用振型分解法求解结构动力方程系列解,等效线性化处理动力方程非线性项,采用虚拟激励模拟随机地震输入,数值模拟随机地震下水中悬浮隧道锚索的动力响应,给出锚索的位移和速度功率谱;通过位移和速度功率谱分析可得随机地震激励作用下水中悬浮隧道锚索的动力行为。     

基于LSTM网络的车辆动态荷载识别方法

为了识别车辆的动态荷载,提出了一种基于长短时记忆网络的方法.该方法以桥梁加速度响应为输入,采用有限的数据集,实现车辆动态荷载的识别.建立了车桥耦合模型进行验证,以60组桥梁加速度响应为输入,以相应的车辆动态荷载为输出,通过训练长短时记忆网络来反演车辆动态荷载,并讨论了环境噪声及路面粗糙度对识别效果的影响.结果表明：测试集的车辆动态荷载识别误差平均值均小于5%;车辆动态荷载识别误差不随噪声水平变化,且平均误差小于5%;车辆动态荷载识别误差随着路面粗糙度等级的增加呈现略微增加的趋势,平均误差小于5%.在不同噪声及粗糙度水平下,长短时记忆网络均可用于车辆动态荷载的识别.     

基于激光雷达的车辆跟踪与识别方法

提出了一种基于激光雷达的车辆跟踪与识别方法.该方法采用Kalman滤波实现目标跟踪,运用坐标变换法消除不同数据帧中物体形状差异对跟踪中心的影响,结合车辆矩形投影及速度特征识别车辆.针对由于遮挡或某部分反射率低而引起的目标分割现象,提出了一种结合车辆外形与轮廓特征的聚类合并算法.仿真实验表明,该算法精度高、实时性好且鲁棒性强.     

基于小波包能量曲率的环境激励下简支梁损伤识别方法

为了识别环境激励下简支梁的损伤时刻及损伤位置,提出一种基于小波包能量的简支梁损伤识别方法.首先采用小波包技术处理环境激励下健康状态和未知状态的简支梁位移响应时程数据,获得其小波包能量;然后根据各子频带的能量占比筛选出最优频带,并进行归一化处理得到能量曲率;最后以健康状态下的小波包能量曲率计算的损伤识别指标作为参考,对比未知状态下简支梁的损伤识别指标,获得结构中的单点或多点损伤状况,包括损伤时刻、损伤位置和相对损伤程度.简支梁数值模拟结果表明,该方法在信噪比≥40 dB条件下可以准确识别结构的损伤状况.     

基于自适应乘法正则化的结构随机激励识别

针对结构随机激励识别存在的激励位置未知以及重构效率偏低问题,本文提出了一种基于自适应乘法正则化的结构随机激励识别方法。该方法无需依赖于激励位置的先验信息,仅通过结构响应即可实现激励的准确定位和高效重构。首先,利用不同响应功率谱之间的传递特性来计算任意指定激励位置的定位误差,进而通过最小化定位误差来识别目标激励位置;在此基础上,借助自适应乘性正则化方法,定义全局正则化项来构造新的重构优化函数;然后,引入广义迭代加权最小二乘算法对优化函数进行求解,从而实现了结构随机激励识别;最后通过数值算例验证了所提方法的有效性。结果表明：所提方法能够精准的定位结构随机激励位置,且在与Tikhonov方法重构精度相似的基础上,提高了识别效率约15倍,同时具备良好的抗噪能力,为结构外部作用效应的获取提供了一种新思路。     

外包钢加固对框架结构地震响应的影响

为研究外包钢加固对框架结构质量、刚度、周期的影响,结合具体的工程实例,采用有限元程序SAP2000,对加固后某5层钢筋混凝土框架结构进行弹塑性分析。研究结果表明,外包钢加固会引起构件内力的重分布,弹性状态下形成刚度软弱层,抗震设计时,应从构件截面和结构整体变形两个方面来评价加固后整体结构的抗震性能。     

部分输入未知条件下的桥墩物理参数识别及波浪力反演

基于全量补偿复合反演算法,对孤立墩柱在波浪力部分输入信息未知条件下,分别对无噪声和有噪声干扰的情况进行桥梁墩柱结构的物理参数识别及波浪时程反演研究。算例数值分析表明,结构物理参数识别结果满足精度要求,对墩柱在部分未知输入信息下的参数识别的反演方法是可行的。从而为跨江、跨海墩柱受波浪力作用下的结构物理参数识别研究提供了一种新的方法,供工程应用参考。     

斜拉桥多点激励下的地震反应分析

讨论了斜拉桥的动力分析问题.首先,介绍了斜拉桥多点激励的理论知识,然后,运用时程分析方法对某斜拉桥进行了一致激励和多点激励情况的计算分析,得到了桥梁的强迫反应中最显著的模记和地震过程中桥梁中预计出现最大力的位置.     

矩形浮桩在竖向P波地震激励下的动力响应

基于桩-土动力相互作用,研究了矩形桩在竖向P波地震激励下的动力响应.将桩下支撑土体简化为虚土桩,桩-土系统位移假定为由沿桩轴线的轴向位移函数和水平方向的2个衰减函数组成.在求得自由场的位移后,运用Hamilton原理得出桩体和虚土桩位移函数及2个衰减函数的控制方程和边界条件.采用一个迭代程序对位移和衰减函数解耦并求解.最后,对桩纵向振动特性和桩周土的动力反应特性进行了无量纲参数分析,发现矩形桩在竖向P波激励下的响应明显不同于圆桩.     

圆形洞室预应力锚索的地震动力响应

针对锚索在本身预应力及动荷载作用下轴向力可能产生损失、降低抵抗洞室变形能力的问题,采用有限差分数值分析方法,通过构造简单洞室模型,分别对简化的地震动载荷进行纵向压缩、横向剪切数值模拟.结果表明:由于洞室尺寸相对于无限空间较小,动载荷作用时洞室几何形状引起的挠动有限,因此锚索内动应力引起的变化较小;锚索安装角对该作用力的大小有很大影响;波动频率越高,该作用力越大;波动的类型影响不大.     

波浪与地震荷载共同作用下桩的动力响应

海洋风机单桩基础会受到波浪荷载的循环作用,同时会面临地震荷载的威胁,因此,海洋单桩基础所处的环境较为复杂.然而,目前大多理论研究主要考虑波浪荷载或地震荷载作用下的桩基动力响应问题.本文采用有限元方法建立了波浪-地震-桩-海床耦合模型,数值分析方法基于Abaqus隐式动力分析.采用Morison方程模拟波浪对于桩基础的作...