基于地下水入渗反演解析的污水管网破损数值化定位

地下水位高于管道埋深的地区,污水管道破损会导致大量地下水入渗,严重影响城市污水治理效能。高密度城市交通繁忙、高楼林立,难以开挖查找破损管道;物理探测方法操作复杂,价格不菲,难以推广。污水管网破损摸排成为制约城市污水治理的瓶颈问题。为此,利用粒子群算法,建立了高地下水位地区污水管道破损寻优定位模型,通过管网水力学模型和关键检查井水位监测信息,开发了城市污水管网破损的数值化定位技术。该技术方法在某城市污水管网进行了实例验证,结果表明基于检查井水位对地下水入渗流量进行解析,可确定破损点位,相对误差小于5%。在此基础上,进一步探究了监测点数量对破损点寻优定位精度的影响,结果表明只需监测60%的节点,寻优定位的查准率和查全率分别可达到75%和94%。     

多点损伤梁的波传播与振动功率流特性

基于结构噪声的观点研究了在集中力作用下多点损伤梁的波传播与振动功率流特性．采用局部转动弹簧来模拟梁中的损伤,利用断裂力学的有关理论得到局部弹簧的转动刚度。分析得到了两点损伤梁的弯曲波运动及振动功率流的输入和传播．讨论了振动功率流与损伤位置及其深度的关系,结果表明多点损伤梁中的振动功率流与各损伤点的位置以及其特征尺寸是相关联的．     

切口尖端不同曲率半径试件的动态有限元分析

数值分析与试验均证明在裂纹尖端存在着J主导区,J积分可以作为决定裂纹起裂的参数.由于韧带较窄,机械加工难以获得深切口尖端的曲率半径为零.考虑裂纹尖端存在一定曲率半径的情况下,对不同切口深度比的裂纹进行动态有限元计算,并和切口尖端曲率半径为零的裂纹进行对比,讨论了切口的曲率半径对J积分的影响,为下一步的断裂试验提供数值分析依据.     

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.     

结合逆非线性主成分分析和极值理论的桥梁损伤检测

为提高环境和运营变化（Environmental and Operational Variations, EOV）影响下的桥梁损伤检测可靠性,结合逆非线性主成分分析（Inverse Nonlinear Principal Component Analysis, INLPCA）和极值理论提出一种新的桥梁损伤检方法。该方法采用INLPCA对桥梁损伤特征进行建模,利用不完备健康监测数据的估计误差和添加神经网络训练惩罚项控制INLPCA的非线性程度。采用INLPCA对损伤特征的重构误差和马氏平方距离（Mahalanobis Squared Distance, MSD）建立损伤指标（Damage Indicator, DI）,最后基于DI的广义极值（Generalized Extreme Value, GEV）分布建立损伤检测阈值。以比利时KW51铁路桥和天津永和斜拉桥为例,验证所提方法的有效性。结果表明,所提方法能准确检测EOV影响下的桥梁损伤且对不同桥型和不同损伤特征均有良好的适用性。     

基于转角模态小波变换的连续梁损伤识别研究

针对采用基本振型进行小波变换识别连续梁支座附近损伤的困难,提出了运用转角模态小波变换识别损伤的方法.该方法在对连续梁转角模态进行有限元分析的基础上,用墨西哥帽小波做连续小波变换,并由多尺度小波分析确定损伤位置,由低尺度上的小波系数模极大值识别相对损伤程度,由小波系数线特征确.定损伤类型.通过对一具有离散裂缝、裂缝群和局部刚度下降三类损伤的连续梁做数值计算分析,验证了方法的有效性.该方法对连续梁损伤识别的工程应用具有参考价值.     

基于图像理解舰船打击效果评估数学模型

研究了基于图像理解的舰船打击效果评估中数学模型的建立问题,提出了舰船打击效果评估的两种模式,讨论了打击效果评估知识库建立问题,给出了打击效果评估的数学模型,并解决了打击效果评估中单项功能打击效果评估与整体效果评估的关系问题,用统计决策理论实现知识库的智能维护,将知识库的智能维护变为一个简单的二次规划问题。     

初始损伤对钢的延性起裂韧性影响的细观力学分析

通过力学参数测量和微观观察研究了初始损伤对钢的延性起裂韧性影响.研究结果表明,随钢组织在预加载荷中产生的微孔洞初始损伤量的增加,其延性起裂韧性降低.并进一步对初始损伤孔洞在后续加载中的演化行为的细观有限元力学进行模拟计算及微孔洞初始损伤对钢的延性起裂韧性影响的机理进行了研究.计算结果表明,初始大尺寸孔洞长大速度比较快,且在这些孔洞之间存在变形局部化,容易诱发二次小孔洞的形核和长大,从而使一次初始大孔洞连接,使材料延性起裂,因而大尺寸初始损伤孔洞主导了材料的延性起裂.随初始损伤量的增加,大尺寸孔洞的数量和尺寸增加,使孔洞聚合(延性起裂)时的应变降低,这也就是随着预载荷比P0/Pgy的增加,材料的延性起裂韧性Pi/Pgy降低的细观力学原因.     

基于损伤原理的搅拌桩复合地基加固区变形分析

对搅拌桩复合地基加固区在柔性荷载作用下的性状进行了分析,将复合地基的沉降分为加固区的压缩变形和下卧层的压缩变形,加固区的压缩变形又分为桩体的压缩变形和加固区桩间土的压缩变形.从受力平衡的角度出发,将加固区的受力状态分为桩体和桩间土的受力平衡,并引入损伤理论将其与传统的计算方法相耦合,建立了以加固区桩体损伤变形为主要因素之一的加固区压缩变形计算模式,并用实例验证了该模型的可靠性.