基于单元模态应变能灵敏度的结构损伤统计识别

基于单元模态应变能灵敏度,采用概率统计的方法,提出一种同时考虑模型不确定性和测试噪声影响的损伤统计识别方法。首先,建立基于单元模态应变能灵敏度分析的结构损伤方程组,然后,通过摄动法推导出损伤结构刚度参数的统计特性,并运用损伤概率模型计算各单元的损伤存在概率。最后,用一简支梁数值模拟算例验证了该方法的有效性。研究结果表明:损伤概率越大,表明存在损伤的可能性越大;损伤单元的损伤存在概率大于非损伤单元的损伤存在概率;随着损伤程度的增加,损伤存在概率不断增加,而随着噪声水平的增加,损伤存在概率减小。     

基于单元应变能变化率的结构损伤识别方法

针对梁类结构,根据单元损伤前后的模态应变能变化率,推导了新的损伤位置识别指标,并利用结构在损伤前后模态应变能变化与频率变化的关系提出了损伤程度评估指标.悬臂梁的数值模拟分析结果显示:损伤位置识别指标在损伤单元对应的结点处呈现显著的正号峰值,能够清楚地指示损伤位置;损伤程度识别指标对于单一损伤工况的损伤程度估算结果较接近于实际损伤程度,但对于多点损伤工况的损伤程度估计值偏小.所提出的损伤指标仅根据结构损伤前后的低阶模态频率和模态曲率即能达到较好的损伤识别效果,可应用于实际结构中.     

基于柔度矩阵的结构损伤识别方法

由于实际工程应用中高阶模态振型及频率较难测量,而柔度矩阵可以从低阶模态参数较精确获得,本文探讨了用柔度法对结构损伤进行识别与定位。通过对一简支梁的损伤数值模拟,采用低阶模态参数构建的柔度损伤标识量来进行损伤识别,计算结果表明:采用结构的柔度曲率对梁的损伤位置识别,既对损伤反应较敏感又可避免使用损伤前结构的模态参数;柔度曲率差值对结构损伤识别有较高的灵敏度,是较理想的损伤标识量。     

结构损伤识别指标法及其实现

基于模态相关系数及模态应变能的理论，分析了结构损伤识别指标法的建立过程，提出了结构损伤识别指标法的实现途径，说明了该方法的特点和适用范围及需要解决的问题。     

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。     

用应变模态对混凝土结构进行损伤识别的研究

从理论上探讨了应变模态对混凝土结构进行损伤诊断的测试原理和方法，并通过混凝土框架试验结果分析，证明了应变模态较位移模态对结构的损伤更加敏感。     

基于损伤应变模态的结构损伤识别直接指标法

目前应变类损伤指标大多只能损伤定位,个别方法可初步确定损伤程度,但普遍存在一弱点,即需同时利用损伤前后的模态参数,要得到损伤前的模态数据非常困难,该方法难以在土木工程中推广应用．文中提出基于损伤应变模态差分原理的损伤位置直接指标法ID、基于局域应变模态面积的损伤程度直接指标法IA,只需利用损伤后应变模态数据即能定位损伤、确定损伤程度．推导了损伤应变模态差分格式．建立了损伤位置直接指标、最优多项式完好应变模态曲线拟合、损伤程度直接指标数学模型．根据理论推导和数值仿真统计分析,提出损伤位置判定准则:(1)若某点的每阶指标值均最大,则该点有损伤;(2)若某点的某阶或多阶指标值越大,则该点损伤可能性越大;(3)对于某阶节点损伤,则可通过其余阶的指标值定位损伤．得出损伤程度直接指标具有以下4个特点:(1)随损伤程度增加呈单调递增趋势;(2)与损伤位置无关;(3)与应变模态阶数无关;(4)与是否归一化无关．     

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.     

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.     

一种改进的基于统计的阴影检测方法

阴影检测与抑制是视频处理系统不可或缺的环节。该环节将直接影响目标跟踪、物体识别等的精确性。常用的阴影检测算法很难同时解决好阴影的误检和漏检这一对矛盾问题。本文根据Gabor滤波器在空间域上可选带宽和方向的特性,并结合基于统计的方法来实现阴影检测。这种方法的优点是综合考虑了亮度、色差和纹理特性,从而能优化阴影检测效果。     

美国某洲际大桥桥梁结构的有限元分析

采用Python面向对象语言来进行二次开发的应用,计算平台采用著名的Simulia Abaqus,本文主要讨论Abaqus脚本接口和对象结构逻辑化在开发中的优势,把工业模拟计算平台再次模块化可以减少重复逻辑的调用,流程更清晰、简明,应用更方便,提高效率.     

剪切型框架结构损伤的两步检测方法

针对剪切型框架结构提出了分步损伤检测的方法．通过包含较大测量误差的结构一阶振型斜率的变化来判别损伤位置，损伤位置的判别可大大减少待识别参数的数量．理论推导证明，当剪切型框架结构发生损伤时，损伤单元振型斜率的变化大于零，由此可判别损伤位置．在判别出损伤位置的基础上，利用能够较准确获得的结构前几阶固有频率作为神经网络的输入，建立损伤程度识别神经网络，进行结构损伤程度的识别．数值分析表明，该方法能够有效实现剪切型框架结构的损伤检测，并具有很高的计算效率和计算精度．     

两阶段框架结构非线性损伤检测

在改进协同PSO算法的基础上,结合分形理论,提出一种两阶段剪切型框架结构非线性损伤识别方法.第一阶段利用Gabor小波变换得到结构各层层间位移的时频特性,并通过盒计数方法计算各层层间位移时频特性的分形维数,初步定位非线性损伤;第二阶段利用改进协同PSO算法精确定位损伤位置和识别模型相关参数.最后通过一栋五层Bouc-Wen框架模型验证了所提方法的有效性,并探讨了容噪性及与其他方法性能的差异.研究表明,所提方法能较好地用于非线性损伤识别,具有良好的容噪性、鲁棒性.     

红树林景观空间结构分析方法

红树林是一种分布于潮间带的特殊森林,其生态系统与陆地生态系统无论在功能、作用,还是在物质和能量交换机制等方面都存在着很大的差异。为了探讨更适用于红树林景观空间结构的分析方法,笔者从红树林功能和作用方面,尤其是其消浪护岸作用的角度,讨论了海湾内理想的红树林空间分布,在此基础上定义了红树林丰度、空间分布均匀度、红树林岸线长度比例、高效护岸红树林面积比例4个红树林景观空间结构分析指标,介绍了根据红树林和海岸线空间分布图通过空间叠置分析计算这些指标的方法,并利用此方法对广西珍珠港、茅尾海和铁山港的红树林空间结构进行了分析。结果表明:这4个指标不但与红树林数量有关,也与其空间分布状态(斑块位置、形状、大小)以及与海岸线长度和空间位置有关,反映了红树林在海湾内的空间结构状态,既可用于同一时期不同海湾红树林数量的比较分析,也可用于同一海湾不同年度红树林数量的比较分析,并可对红树林景观空间结构进行优化。     

框架结构节点损伤诊断的应变模态方法研究

对一框架结构模型进行了应变模态和位移模态试验,在试验中采用改变框架节点的连接状态以模拟节点的损伤,利用应变模态在结构节点损伤前后的相对变化对框架结构节点的损伤进行诊断．试验结果表明,框架结构一阶应变振型的试验值与计算值吻合良好,一阶应变振型对损伤的存在和损伤位置敏感,利用一阶应变振型在损伤前后的相对变化可以对框架结构节点的损伤进行诊断．     

基于病害检测的连续刚构桥震害预测方法研究

在连续刚构桥的运营过程中,桥梁各部件可能出现锈蚀、变形、腐蚀、开裂等多种病害,这些病害可以使桥梁各部件的功能退化甚至消失,使它们达不到设计时的抗震要求,严重影响其抗震性能。在对连续刚构桥的构造特点及病害加以分析的基础上,研究了连续刚构桥病害对其抗震性能影响的评价,并用扣分的形式加以表现。     

考虑震损的混凝土框架结构改进建模方法

为准确描述震后结构损伤的影响,提出了损伤构件的定量分析方法及震损结构的改进建模方法.首先,从骨架曲线退化及滞回规则退化两方面定义了损伤构件的性能退化指数;然后,基于Park-Ang模型与Kunnath模型,采用统计回归分析方法提出了损伤构件恢复力模型,并对其准确性进行了验证;最后,应用该恢复力模型对震损框架结构进行弹塑性分析.结果 表明:采用Park-Ang模型和Kunnath模型得到的损伤构件恢复力模型均具有较高的准确性;对于所研究的2种构件,滞回曲线力峰值的理论值和试验值误差均小于10％;向完好结构输入组合地震波,向震损结构输入单一地震波,各层位移时程曲线吻合良好,说明采用该恢复力模型进行震损结构建模能够准确分析震损程度及分布对结构抗震性能的影响.     

An element by element spectral element method for elastic wave modeling

The spectral element method which combines the advantages of spectral method with those of finite element method, provides an efficient tool in simulating elastic wave equation in complex medium. Based on weak form of elastodynamic equations, mathematical formulations for Legendre spectral element method are presented. The wave field on an element is discretized using high?order Lagrange interpolation, and integration over the element is accomplished based upon the Gauss?Lobatto?Legendre integration rule. This results in a diagonal mass matrix which leads to a greatly simplified algorithm. In addition, the element by element technique is introduced in our method to reduce the memory sizes and improve the computation efficiency. Finally, some numerical examples are presented to demonstrate the spectral accuracy and the efficiency. Because of combinations of the finite element scheme and spectral algorithms, this method can be used for complex models, including free surface boundaries and strong heterogeneity.     

梁格法在斜腿刚架桥结构分析中的应用

为对小跨径变截面斜腿刚架桥进行准确而简便的分析计算,采用梁格法并通过动静载试验与有限元计算结果进行验证,提出在建立梁格模型时应对计算跨径和斜腿刚域进行合理的模拟,所得结果满足精度要求.