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。     

基于光纤光栅传感技术的门座式起重机SHM实施策略

结构健康监测(SHM)技术能在线实时监测结构健康情况、切实提高设备安全性能而日益引起人们的注意。本文将光纤光栅传感技术引入起重机SHM中,以一台MQ2533门座式起重机为试点,以有限元方法得出结构应力集中点作为传感器布点依据,采用32个光纤光栅传感器,通过光路复用成11路传感通道进行实时应变数据的采集;针对光纤光栅传感器温度和应变的交叉敏感问题,推导出光纤光栅温度式传感器和应变式传感器的一次线性拟合算法,并利用该算法编写结构健康监测与安全预警软件平台;通过有限元计算得到关键点和重要点能够承受的最大应力,并给予一定的余量,计算出了各个关键点的预警值和报警值。经过半年多的运行,表明所开发的基于光纤光栅传感技术的门座式起重机结构健康监测系统能较好地实时在线监测起重机的结构状况,在发生危险前能发出预警信息。     

桥梁养护巡检与健康监测系统信息的融合

从我国桥梁的运营管理与养护中面临的问题出发,介绍了传统的养护管理系统与新型桥梁结构健康监测系统的发展现状以及存在的问题,指出在桥梁养护管理中充分融合这2个系统,起到相辅相成、互为补充、充分利用各自优势的必要性,并以南京长江三桥、东海大桥及苏通大桥工程为例加以分析,指出在实际应用中存在的问题与不足,同时,就这2个系统的融合提出了几点设想.     

基于CEEMDAN-NAR-ARIMA组合模型的桥梁监测应变预测

提出了一种基于CEEMDAN-NAR-ARIMA的组合模型用以预测桥梁SHM监测应变数据。针对经典时间序列理论对模态混叠的数据无法有效预测的问题,采用了CEEMDAN方法对桥梁SHM应变监测数据进行了分解,并使用PE方法将分解得到的大量分量按照随机程度进行分类重组形成数个新数据序列,最后结合NAR动态神经网络和ARIMA模型分别对每个新数据序列进行预测并叠加得到了最终的预测值。将该方法用于上海市某座斜拉桥的SHM应变数据预测,结果表明,该方法相比于经典时间序列理论提高了预测的准确性,具有良好的工程应用价值。     

桥梁结构动态应变监测信息的分离与提取

对工作应变传感器和温度应变传感器的数据进行了对比分析,利用能量谱比指标将监测系统输出的原始应变数据按照温度、应力和测量噪声3种类型在频域中进行分类,分别确定了温度变形与结构应变的分界频率.提出了一个多分辨递阶方法,可将3类不同信息分离并提取出由结构应力导致的应变信息,在分离信息基础上考察了干扰部分和温度应力部分对疲劳评估的影响.研究结果表明,2个分界频率值对同类桥梁有较强的参考价值,提出的算法具有多分辨和递阶的特征,适合于海量应变数据的压缩与预处理,便于在结构健康监测系统软件中集成.虽然变温变形部分的能量很大,但其对疲劳评估产生的误差很小;而干扰信息虽然能量很小,但对疲劳评估产生的影响很大,其主要原因是干扰信息使得应力应变中提取的应变幅发生偏移.     

非理想等离子体电子密度理论模型研究

分别用Saha方程和SHM模型计算了冲击压缩产生的温度T为～2.0eV,密度ρ为0.01g/cm3～0.05g/cm3非理想Ar等离子体的电子密度,并对计算的结果做了比较,探讨了适用于计算非理想等离子体电子密度的理论模型.     

上海中心大厦结构健康监测软件集成设计及应用

论述了上海中心大厦结构健康监测软件系统的集成框架及实现要点.首先提出了由数据采集端、数据发布端和数据应用端构成的软件集成框架.继而结合大厦监测硬件系统的布置特点,论述了各部分功能的关键实现技术和特殊部署,数据管理系统通过2层数据库结构实现监测信息集成;远程发布系统基于B/S(浏览器/服务器)模式实现了监测数据的远程可视化查询和获取;结构监测/分析/评估软件SMAE基于数据发布接口实现了模态识别与有限元方法的集成分析和结构动力特性的对比评估.最后结合实例说明了系统应用效果.软件系统灵活地实现了功能集成,且易于扩展和重构,具有一定的通用性.     

基于OPCM声发射传感器的新的SHM技术

提出将地震工程中反射地震法与新型正交异性压电复合材料OPCM声发射（AE）传感技术相结合,应用到土木工程结构健康监测SHM系统中．用细观力学方法分析OPCMAE传感元件的正交异性特征,此特征克服了传统的单一压电陶瓷（PZT）换能器在监测过程中无法避免的土木工程结构构件侧面反射信号干扰的难题,采用椭圆损伤定位法确定损伤位置,使反射地震法与AE传感技术应用于SHM系统成为可能．设计了性能对比实验,在混凝土试件表面分别布置PZT元件和OPCM元件,验证了新的SHM技术应用于混凝土SHM系统的可行性以及OPCM元件避免侧面反射信号干扰的能力。     

基于ASCE SHM Benchmark模型的两阶段结构损伤识别方法

近年来,一种激励未知和输出部分已知条件下结构局部损伤识别的新方法得以提出,这种方法能基于子结构思想进行复杂结构的局部损伤识别,基于此方法,提出两阶段的损伤识别策略,并将其应用于第1阶段ASCE SHMbench-mark模型的case 4的4种损伤识别,以检验此方法的有效性.在第1阶段,提出8-DOF的损伤模型以进行损伤层的定位;第2阶段,利用子结构的思想,提出12-DOF的损伤模型,在包含损伤层的子结构中对损伤进行准确识别和定位.采用扩展卡尔曼方法对增广状态向量进行估计并使用最小二乘对未知激励进行递推,识别未知激励下的结构物理参数.损伤识别的结果显示,此方法能高精度地识别benchmark模型的各种损伤情形.     

奇异强子物质中的核子体积效应

用相对论平均场方法研究了核子体积效应对奇异强子物质的影响，结果发现考虑核子的有限体积后，通过反应ΛΛΞＮ压低了Ξ超子的产生，但是在奇异粒子丰度｜Ｓ｜／Ａ较大时，这种效应不改变奇异强子物质中包含的Ξ超子成分．