检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王惊华重庆大学

学位级别：硕士

随着工程结构向轻量化、大型化、复杂化方向的发展,动力荷载对此类结构的安全状况影响越来越重要,因动力破坏的事故时有发生,并且常伴有人员伤亡或重大经济损失。为有效保护结构安全,近年来结构健康监测技术得到较大的发展与普及。其通... 详细信息

随着工程结构向轻量化、大型化、复杂化方向的发展,动力荷载对此类结构的安全状况影响越来越重要,因动力破坏的事故时有发生,并且常伴有人员伤亡或重大经济损失。为有效保护结构安全,近年来结构健康监测技术得到较大的发展与普及。其通过在结构上安装传感器等设备进行结构状况的实时监测,从而实现结构健康状况的实时评估,进而实现对监控结构的振动控制、安全预警等工作,最终保证结构安全。在健康监测中,对结构的动力特性研究是保证结构动力安全的重要内容。其中,模态参数时评估动力特性的重要指标,因此对运行状况下的结构模态参数的实时识别一直是结构健康监测领域的热门课题。但现有的模态参数识别方法在实际应用中存在上手难度高、虚假模态辨识难、人为影响因素大等问题,为了适应日益增长的结构健康监测普及化的需求,针对结构运行模态的自动化识别、降低其上手难度的研究是一个具有重要实用价值的课题。本文基于盲源分离理论,以加权谱密度盲源分离法为基础,结合张量平行因子分解,建立了联合谱密度识别法,实现了高精度振型信息的估计。并以传统滑窗识别思想为基础,通过结合频域分解法(FDD)的系统定阶理论与模态置信准则(MAC),提出了一种自适应频域识别窗划分与模态定阶方法,通过将欠定系统转化为多个非欠定子系统,实现了欠定系统的识别,最终提出了一种基于加权谱密度的高精度运行模态自识别方法,为运行状态下的结构模态参数自动识别提供了方法支撑。本文主要研究工作及结论如下:(1)针对盲源分离在模态应用的适应性,从理论上分析了盲源分离的数学模型与振型叠加法的数学模型之间的相似关系,证明了盲源分析理论方法适应于以振型叠加法为基础的线性结构的模态识别。在此基础上,针对加权谱密度盲源分析方法识别精度受加权函数影响大的问题,通过采用多个不同加权谱密度函数来构建联合谱密度张量,并结合平行因子分析与最小谱密度准则分别对每一阶模态进行对应的最优加权函数的甄选,从而实现了高精度振型信息估计。同时,通过一个质量块、弹簧组成的m-c-k数值算例证明了联合谱密度法相较于传统FDD,具有识别精度高、峰值依赖低、信号长度要求低的特点。(2)针对传统滑窗识别方法在识别欠定问题时,对滑窗的初始宽度确定困难和不可调整性的问题,提出了一种基于FDD参数模型与MAC判别的自适应识别窗划分与系统定阶方法,实现了将频域数据划分成多段具有丰富模态信息的非欠定子系统,从而实现了欠定系统的模态信息识别。并通过质量块、弹簧的数值算例验证了该方法的可行性。(3)对重庆某连续刚构桥现场环境激励下的加速度响应进行监测,并采用本文所提出新算法进行模态信息提取,最后通过与该桥的ANSYS有限元模型所得的理论结果进行对比,结果表明该方法所识别前6阶模态与理论结果具有较好的一致性,并且识别结果受虚假峰值影响较小,验证所提方法在实际工程应用中的实用性。

关键词：盲源分离加权谱密度频域分解法平行因子分析模态置信准则

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变厚度应变梯度微板的自由振动特性研究

变厚度应变梯度微板的自由振动特性研究

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：邓涛张波沈火明西南交通大学力学与航空航天学院

基于修正的应变梯度理论和Kirchhoff-Love假设,建立了包含了三个材料尺度参数的变厚度矩形微板自由振动模型,推导了相应的Euler-Lagrange方程。在保持微板体积不变的前提下,考虑了三种不同变厚度类型。融合Gauss-Lobatto求积准则和微分... 详细信息

基于修正的应变梯度理论和Kirchhoff-Love假设,建立了包含了三个材料尺度参数的变厚度矩形微板自由振动模型,推导了相应的Euler-Lagrange方程。在保持微板体积不变的前提下,考虑了三种不同变厚度类型。融合Gauss-Lobatto求积准则和微分求积准则,构造了一种C2型4节点36自由度微分求积有限元来求解变厚度微板的自由振动问题。通过对比已有文献,验证了本文模型的准确性。探讨了微板振动频率随厚度变化类型、锥度比、材料尺度参数、边界条件等的变化规律,采用模态置信准则量化了各因素对微板振动模态的影响程度。

关键词：修正的应变梯度理论变厚度矩形微板自由振动微分求积有限元模态置信准则

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基于改进的引力搜索算法的传感器优化布置

基于改进的引力搜索算法的传感器优化布置

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作者：柏智会兰州交通大学

学位级别：硕士

结构健康监测(SHM)是检测大型复杂结构损伤的重要手段,是对结构健康状况进行全面评估的基础。传感器优化布置是结构健康监测系统的一部分,其目的是利用有限数量的传感器获取高质量的结构健康诊断数据。因此,传感器优化布置对于大型结构... 详细信息

结构健康监测(SHM)是检测大型复杂结构损伤的重要手段,是对结构健康状况进行全面评估的基础。传感器优化布置是结构健康监测系统的一部分,其目的是利用有限数量的传感器获取高质量的结构健康诊断数据。因此,传感器优化布置对于大型结构的日常监测和指导保养有着至关重要的作用。现有传感器优化布置方法依然存在三方面不足:首先,传感器优化布置问题作为组合优化问题,优于待选测点较多,具有计算量大的特点,需要寻优性能较好的智能优化算法来求解此类问题;其次,目前大多数研究方法都是根据工程师经验选取模态数量作为传感器优化布置的目标模态,然而不同模态对桥梁结构的贡献程度不同,需要选择对桥梁结构影响较大的模态作为初始数据;最后,不同数量的传感器对优化布置结果影响不同,而部分研究只考虑某一特定数量的传感器优化布置方案。针对上述不足,本文提出基于自适应引力搜索算法(Adaptive Gravity Search Algorithm,AGSA)的传感器优化布置方法,主要研究内容和结论如下:(1)针对引力搜索算法(Gravity Search Algorithm,GSA)搜索精度较低的缺点,对算法中的衰减因子α进行自适应调整,搜索初期α较小,粒子以较大步长进行全局搜索,增强了算法的搜索效率;搜索后期α较大,粒子以较小的步长进行局部搜索,提升寻优能力。通过6个测试函数验证,结果表明AGSA算法的寻优精度、收敛速度有明显提升。(2)对桥梁结构进行模态分析过程中,引入有效模态质量参与比,根据各阶模态对桥梁结构的贡献率选取目标模态数量,保证传感器优化布置初始数据的有效性。(3)以三维模态置信准则(Three-dimension MAC,TMAC)为评价准则,通过双重编码的方式使AGSA算法可以用来求解离散型传感器优化布置问题。并对AGSA算法中的主要参数进行参数敏感性分析,给出了最优参数。(4)在确定最优传感器布置方案的过程中,以传感器数量为自变量,TMAC矩阵最大非对角元最小为目标函数,探讨了目标函数随传感器数量的变化情况。并与GA算法和PSO算法传感器优化布置结果比较分析,发现AGSA算法求解得到目标函数更小,优化结果更好,进一步验证了AGSA算法可以用来求解传感器优化布置问题。

关键词：结构健康监测传感器优化布置模态置信准则

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结构台阵布设方法在某框架结构中的比较研究

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山西建筑 2020年第17期46卷 53-55页

作者：王冠博中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

对于高层结构观测台阵,传感器优化布设时应建立具体的量化指标以避免盲目性和主观性。介绍了结构地震反应观测台阵的布设要点和两种传感器优化布设方法,提出改进的MAC法。以某高层框架结构为例,根据有限元模型计算得到振型信息,用有效... 详细信息

对于高层结构观测台阵,传感器优化布设时应建立具体的量化指标以避免盲目性和主观性。介绍了结构地震反应观测台阵的布设要点和两种传感器优化布设方法,提出改进的MAC法。以某高层框架结构为例,根据有限元模型计算得到振型信息,用有效独立法和模态置信度方法对结构进行优化布设分析,综合考虑优化指标和经济性因素,确定布设方案。

关键词：传感器布设有效独立模态置信准则

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基于曲率模态差和模态置信的钢架损伤识别研究

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广东建材 2018年第9期34卷 54-58页

作者：罗丽燕张海柱林金燕陈贡发吕建兵广东工业大学土木与交通工程学院

运用曲率模态差法和模态置信准则同时对一个空间钢架进行损伤单元位置的判定和破坏程度的识别,并对这两种方法进行比较。以空间钢架为具体研究对象,对其进行损伤识别数值模拟,再用中心差分法计算出曲率值,将损伤前后的曲率模态值相减,... 详细信息

运用曲率模态差法和模态置信准则同时对一个空间钢架进行损伤单元位置的判定和破坏程度的识别,并对这两种方法进行比较。以空间钢架为具体研究对象,对其进行损伤识别数值模拟,再用中心差分法计算出曲率值,将损伤前后的曲率模态值相减,得到曲率模态差值;通过模态振型的改变量的多少来判别损伤情况即模态置信准则识别方法。比较结果表明模态置信准则在单元发生小程度损伤时识别不了,而曲率模态差法可以识别,并且识别的阶数多于模态置信准则。

关键词：空间钢架曲率模态差模态置信准则损伤识别

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输电铁塔双轴加速度传感器优化布置

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仪器仪表学报 2017年第9期38卷 2200-2209页

作者：王璋奇王剑华北电力大学机械工程系保定071003 河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003

研究输电铁塔结构振动测量用双轴加速度传感器的优化布置问题。以三维模态置信准则(TMAC)为基础,提出一种新的考虑减小冗余度的二维模态置信准则法(RRBMAC法),以实现双轴加速度传感器优化布置,该方法基于改进的二维列主元QR分解获得传... 详细信息

研究输电铁塔结构振动测量用双轴加速度传感器的优化布置问题。以三维模态置信准则(TMAC)为基础,提出一种新的考虑减小冗余度的二维模态置信准则法(RRBMAC法),以实现双轴加速度传感器优化布置,该方法基于改进的二维列主元QR分解获得传感器初始布点,再结合BMAC矩阵非对角元最大值和测点冗余度建立目标函数进行寻优。采用EFI2法和RRBMAC法对钢管塔进行传感器优化布置,采用两个水平方向的模态置信准则和最大奇异值比值对布点方案进行评价,结果显示两种方法的优化效果均首先随传感器数量增加而增强,而后趋于平稳,RRBMAC法较EFI2法能够获得更好的布置效果,且在传感器数目较少的情况下,RRBMAC法即表现出较好的优化能力。另外,采用EFI2法和RRBMAC法对一基格构式输电铁塔进行传感器优化布置,对比分析结果显示RRBMAC法能够获得较好的布置方案。采用优化的传感器布置方式对铁塔进行风振响应实测,并采用NEx T-ERA方法识别铁塔固有频率和阻尼系数,与模态分析结果对比显示NEx T-ERA方法能够提取得到较精确的频率结果。

关键词：传感器优化布置双轴加速度传感器输电铁塔有效独立法模态置信准则

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采煤机截割部壳体的传感器优化布置

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煤炭技术 2017年第4期36卷 265-267页

作者：范晓婷庞新宇杨兆建太原理工大学机械工程学院太原030024 煤矿综采设备山西省重点实验室太原030024

介绍了M1500采煤机摇臂壳体上传感器的安装位置与数量的优化的方法,首先用UG软件对壳体进行三维实体建模,导入到ANSYS Workbench有限元分析软件中进行了预应力下的模态分析,得出固有频率和振型。然后提取所选关键节点处的位移模态,利用... 详细信息

介绍了M1500采煤机摇臂壳体上传感器的安装位置与数量的优化的方法,首先用UG软件对壳体进行三维实体建模,导入到ANSYS Workbench有限元分析软件中进行了预应力下的模态分析,得出固有频率和振型。然后提取所选关键节点处的位移模态,利用逐步累积法,基于模态置信准则(MAC)确定优化的目标函数和约束条件,最终通过MATLAB数值分析得到传感器的最优布置位置及数量。

关键词：截割部壳体模态分析模态置信准则逐步累积法

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汽轮发电机定子绕组端部模态测试与分析

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电力与能源 2017年第4期38卷 467-471页

作者：何青崔志斌韩泓池华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

汽轮发电机的定子绕组端部在运行中受到旋转电磁力的作用而受迫振动,造成安全隐患。因此,新机出厂或大修时,需对发电机定子绕组端部动态特性做出判断,以便及时排除故障,减少经济损失。以模态分析的试验法为指导,对一台汽轮发电机的定子... 详细信息

汽轮发电机的定子绕组端部在运行中受到旋转电磁力的作用而受迫振动,造成安全隐患。因此,新机出厂或大修时,需对发电机定子绕组端部动态特性做出判断,以便及时排除故障,减少经济损失。以模态分析的试验法为指导,对一台汽轮发电机的定子绕组端部进行测试和试验数据分析,进而得出该发电机励端和汽端的模态振型估计结果。在测试和分析过程中发现:模态置信准则矩阵能够为可能的错误模态估计结果指出思考的方向;不理想的激励信号输入或不理想的响应信号试验数据会降低模态估计结果的精度。

关键词：汽轮发电机定子绕组模态测试模态分析模态置信准则

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某地铁车辆车体的试验模态分析

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现代商贸工业 2017年第6期38卷 181-183页

作者：李文强徐冠基吕晓鹏中车青岛四方机车车辆股份有限公司工程实验室山东青岛266111

模态分析是对地铁车辆车体进行动态性能分析的一个重要的方法,是动力学分析的一个重要的方面。据此,采用多点激振多点拾振的方法对某地铁车辆白车身进行了模态测试,并通过MAC矩阵对试验结果进行了验证,对地铁车辆车体、悬挂设备件及其... 详细信息

模态分析是对地铁车辆车体进行动态性能分析的一个重要的方法,是动力学分析的一个重要的方面。据此,采用多点激振多点拾振的方法对某地铁车辆白车身进行了模态测试,并通过MAC矩阵对试验结果进行了验证,对地铁车辆车体、悬挂设备件及其转向架等相关设备的设计与选用提供了依据。

关键词：试验模态分析 MIMO 模态置信准则

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大跨度维修机库三层网架结构健康监测的测点优化布置研究

大跨度维修机库三层网架结构健康监测的测点优化布置研究

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作者：孙腾暨南大学

学位级别：硕士

结构健康监测有着监控结构本身的安全性、确保结构安全服役、保障国家人民生命财产安全的重要意义，而测点优化布置又是结构健康监测的关键环节。随着航空事业规模的不断扩大，飞机的机型以及数量决定了维修机库的跨度、屋盖网架的结构... 详细信息

结构健康监测有着监控结构本身的安全性、确保结构安全服役、保障国家人民生命财产安全的重要意义，而测点优化布置又是结构健康监测的关键环节。随着航空事业规模的不断扩大，飞机的机型以及数量决定了维修机库的跨度、屋盖网架的结构以及维修机库的数量。大跨度维修机库这种三边支承一边自由的特殊工业建筑，主要为飞机维修提供一个良好的环境场所，保证飞机的安全性能，进一步为人民的生命财产提供保障。因此，对大跨度维修机库进行结构健康监测测点优化布置研究显得极为重要。\n 本文首先对现有的测点优化布置方法及评价准则进行较详细的介绍，对比各个优化方法的优缺点，选用对复杂结构应用最为广泛且搜索时不易陷入局部最优解的遗传算法作为测点优化方法，并且选用基于模态观测下应用最为广泛的模态置信准则作为优化准则，结合遗传算法和模态置信准则进行测点优化布置研究。\n 结合矩阵论以及已有的模态数目选取方法，提出了一种新的模态阶数选取方法，该方法基于振型信息矩阵的迹的变化率。通过实际测点优化结果验证了该方法的有效性和适用性。\n 本文以广州白云国际机场G2维修机库工程为研究对象，运用遗传算法结合模态置信准则对大跨度维修机库三层网架结构进行测点优化布置研究，通过模态数目选取的方法计算出结构的前10阶模态可以近似代替结构的全部模态信息。选取了前10阶模态，对不同测点数量的结果进行对比分析，得出选取30个测点为该结构的最优的测点数量。

关键词：网架结构健康监测测点布置遗传算法模态置信准则

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