检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：秦世强西南交通大学

学位级别：博士

桥梁作为交通土建的重要组成部分,其安全运营具有重要意义。随着科学技术的进步,桥梁朝着“大跨度”、“新材料”及“新体系”的方向发展,这给桥梁的设计、施工及后期运营管理都带来了新的挑战。而已经发生的桥梁事故时刻警醒着我们保... 详细信息

桥梁作为交通土建的重要组成部分,其安全运营具有重要意义。随着科学技术的进步,桥梁朝着“大跨度”、“新材料”及“新体系”的方向发展,这给桥梁的设计、施工及后期运营管理都带来了新的挑战。而已经发生的桥梁事故时刻警醒着我们保证桥梁运营安全的重要性；在这样的背景下,基于动力测试的桥梁健康监测系统成为近年来的研究热点。随着工业制造和仪器仪表业的发展,传感器的精度已经得到很大的提升,硬件设备不再是健康监测的羁绊；而结构损伤识别在桥梁健康监测中的问题更多的是从理论到实际的转化。论文围绕桥梁健康监测与工作模态分析的理论、应用及系统实现展开了以下几个方面的研究： 1、在现有文献的基础上总结了桥梁健康监测的研究现状。研究了桥梁健康监测信号分析处理方法；分别介绍了桥梁动力信号前处理、基于FFT的稳态频谱分析及时频分析方法。针对实测动力信号的非平稳的特点,重点介绍了时频分析工具Hilbert-Huang变换(HHT),通过仿真信号和实测信号的分析验证了HHT在分析非平稳、非线性信号方面的优势,同时指出了经验模态分解中存在的一些问题； 2、介绍了环境激励模态参数识别常用方法；按照“结构随机状态模型”、“系统矩阵识别”、“模态参数识别”及“结果不确定度分析”系统地介绍了时域随机子空间识别(SSI)理论；针对SSI中存在的系统阶次难以确定的问题,提出了一种基于奇异值分解的系统阶次加权判定法；针对目前对SSI识别结果的精确性无法衡量的问题,引入了基于敏感性分析的模态参数不确定度量化方法,并结合多个测试组识别结果的方差分析,形成了一套从整体到局部的模态参数不确定度量化方法,构建了识别结果的置信区间；通过一个两自由度振动系统的数值模拟验证了SSI理论和所提出的方法； 3、首次考虑了结构初始状态对工作模态分析的影响,解决了工作模态分析存在的两大主要问题之一：因环境荷载频带窄而导致高阶振动和扭转模态难以识别。首先从结构输出协方差出发,分析了初始条件对其精度的影响；其次,基于蒙特卡洛方法,利用一个单自由度振动系统分析了采样时间、初始条件、阻尼比等各种参数对工作模态分析精度的影响；最后利用一高速铁路高架桥的工作模态分析,验证了在考虑结构初始状态时,部分高阶模态能被识别,且识别精度满足要求； 4、研究了经验模态分解(EMD)在模态参数识别中的应用,首先介绍了一种基于EMD和随机减量法的模态参数识别方法；然后针对EMD存在的模态混叠问题和SSI存在的虚假模态问题,提出了基于限制带宽的EMD和SSI的模态参数识别方法；限制带宽的EMD有效地抑制了模态混叠,而利用其分解出的本征模态函数作为SSI的输入,稳定图的虚假模态也得到抑制；通过松头江大桥的试验模态分析验证了这种方法； 5、基于Visual Studio2010平台开发了一套桥梁健康监测软件(HBHM1.0)；介绍了软件的总体设计及各部分功能模块,并介绍了数据结构和数据库的开发；提出了一种数据采集模拟系统,便于软件的初期开发及调试；论文重点介绍了软件的信号处理及模态参数识别模块,同时为了完整性,介绍了软件中的损伤识别及多层次性能评估模块；由于软件考虑多种硬件设备接口,因此可服务于不同工程；并通过宜昌长江大桥的实测数据验证了软件在实际工程中的运行情况。最后,给出了论文研究的主要结论,并展望了后续的研究内容。

关键词：桥梁结构健康监测工作模态分析环境振动测试随机子空间识别 Hilbert-Huang变换

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钢管组合大跨越输电塔导地线耦合效应研究

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中国电力 2006年第12期39卷 36-39页

作者：曹枚根徐忠根国网北京电力建设研究院北京100055 广州大学工程抗震研究中心广东广州510405

利用ANSYS软件建立了跨越珠江铁桩水道的220kV钢管组合大跨越输电塔线体系的空间数值分析模型。通过对实际工程进行环境振动测试,识别出输电塔耦合导地线的振动模态,验证了输电塔线体系有限元模型和理论计算的正确性。从动力特性和地震... 详细信息

利用ANSYS软件建立了跨越珠江铁桩水道的220kV钢管组合大跨越输电塔线体系的空间数值分析模型。通过对实际工程进行环境振动测试,识别出输电塔耦合导地线的振动模态,验证了输电塔线体系有限元模型和理论计算的正确性。从动力特性和地震反应方面研究了单塔和塔线体系的动力特性和地震响应特点,分析得到关于输电塔导地线耦合效应的初步认识,进一步揭示了导地线对输电塔的耦合作用规律。研究表明,悬挂的导地线不仅具有质量效应,同时在线路的纵向和侧向还施加了一定的刚度效应。地震反应分析中可知导地线对输电塔具有一定的减震效应,并指出导地线的减震效应是否具有普遍性,还需要进一步研究。上述研究对类似输电塔的抗震、抗风设计有一定参考意义。

关键词：输电塔线体系动力特性地震反应环境振动测试耦合效应

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大跨度连续刚构桥动力特性测试与分析

大跨度连续刚构桥动力特性测试与分析

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作者：梁文中华南理工大学

学位级别：硕士

近二十年来，基于振动方法的土木工程结构损伤识别一直是研究的重点之一。基于环境振动法测试桥梁结构的振动特性，为识别桥梁结构损伤、破坏提供最基本的数据。桥梁的振动特性也是研究在风、汽车、地震等动力荷载作用下桥梁结构行为的... 详细信息

近二十年来，基于振动方法的土木工程结构损伤识别一直是研究的重点之一。基于环境振动法测试桥梁结构的振动特性，为识别桥梁结构损伤、破坏提供最基本的数据。桥梁的振动特性也是研究在风、汽车、地震等动力荷载作用下桥梁结构行为的基础。通常，基于设计图纸建立的桥梁三维有限元模型并不能很准确反映实际结构，必须利用实测手段，通过对桥梁动力特性的测量来修正和完善有限元模型。\n　　本文以广珠高速公路西线珠江特大桥和广州南部快速路新龙特大桥为工程背景，对珠江、新龙两座大桥在主要施工阶段和通车前阶段的动力特性进行测试，开展大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁的动力特性测试与基准有限元模型研究。主要的工作有：\n　　首先，根据大跨度梁式桥主梁变截面的特点，推导了变截面梁单元刚度矩阵和质量矩阵，编制了相应的FORTRAN程序，理论计算与实测结果表明，建议的方法和程序具有较高的计算精度和更快的运算速度。\n　　然后，针对珠江、新龙两座大跨度连续刚构桥进行了不同施工阶段多次的环境振动试验，获得两座大桥较多的动力特性测试数据，并识别了大桥在相应阶段的模态特性和基本物理参数，为建立大桥的基准有限元模型打下良好的基础。\n　　通过对两座大桥的结构和约束参数的比较分析，发现桥体两端的边界条件对桥梁的振动特性的影响较大。简化的横向约束，会导致桥梁横向振动模态的失真。\n　　最后，基于两座大桥在不同阶段的环境振动试验，建立了珠江、新龙两桥完整的空间基准有限元模型。该模型反映了桥梁在运营前，未有损伤情况下结构的真实动力行为，可作为进行复杂动力响应分析和桥梁长期健康监测、状态评估的基准。\n　　本文的工作也为今后开展开展大跨度预应力混凝土连续刚构桥的状态监测和评估积累了较丰富的实测资料。

关键词：连续刚构桥动力特性环境振动测试模态分析土木工程结构结构损伤识别环境振动法桥梁结构有限元模型

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文物储藏柜结构动力特性测试识别及有限元模型修正

文物储藏柜结构动力特性测试识别及有限元模型修正

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作者：姚立杰北京交通大学

学位级别：硕士

我国馆藏可移动文物十分丰富,对馆藏文物建立“馆舍+储藏柜(展柜)+文物”全系统的防震安全体系十分重要。博物馆作为公共建筑,需要满足相应的结构抗震设计规范要求,而储藏柜作为放置文物的主体结构,也是博物馆结构内的二次结构,其真实... 详细信息

我国馆藏可移动文物十分丰富,对馆藏文物建立“馆舍+储藏柜(展柜)+文物”全系统的防震安全体系十分重要。博物馆作为公共建筑,需要满足相应的结构抗震设计规范要求,而储藏柜作为放置文物的主体结构,也是博物馆结构内的二次结构,其真实的动力特性对于馆藏文物的抗震安全来说至关重要。为了得到储藏柜结构实际的动力特性,本文以某博物馆实际的储藏柜为例,对其进行环境振动测试;考虑测试误差和模型误差,利用贝叶斯方法对其模态参数和刚度参数进行识别;类比建筑结构提出储藏柜结构的有限元建模方法,并利用贝叶斯方法对所建有限元模型进行修正。主要研究内容和结论如下:(1)对四层和六层储藏柜结构进行了环境振动测试,利用快速贝叶斯FFT方法对其模态参数进行了识别;对比了不同层数和不同边界条件(浮放和固定)对结构动力特性的影响;对比了经典统计概率和贝叶斯概率识别结果的不确定性。结果表明:储藏柜结构的动力特性与多层钢筋混凝土结构类似;自振频率的识别精度远大于阻尼比,且在给定测试数据的情况下,振型的识别精度较高;六层储藏柜结构前两阶自振频率均大于四层储藏柜结构,但振型形式不变;在弹性阶段,储藏柜结构浮放还是固定对其动力特性没有影响;多次测试识别结果的统计概率不确定性大于单次测试的贝叶斯概率不确定性。(2)基于四层和六层储藏柜结构的模态参数识别结果,利用确定性和贝叶斯模型参数识别方法对储藏柜结构的层间刚度进行了识别,建立了储藏柜结构的多自由度质点系模型。结果表明:确定性方法识别结果处于贝叶斯方法识别所得最有可能值加减三倍标准差的范围内;储藏柜结构的短轴向刚度大于长轴向刚度。(3)对储藏柜结构的构件进行了定义,对各构件间的连接进行了假定,类比框架结构,提出了储藏柜结构的有限元建模方法。通过调整三个既非铰接也非固接的构件间连接单元的刚度,使得四层和六层储藏柜结构的有限元模态分析结果与识别结果较为接近。(4)提出了基于贝叶斯理论的模型修正的数值优化结合抽样方法:该方法可以避免得到修正参数的局部最优解;直接对模型参数进行修正使得修正结果物理意义更明确。利用所提方法对所测四层和六层储藏柜结构的初始有限元模型进行了修正,结果表明:所提方法得到的模型参数修正结果为全局最优解,并可得到表征修正结果精度的模型参数的变异系数;最终得到了经实测数据修正的更为精确的四层和六层储藏柜结构有限元模型。

关键词：储藏柜结构环境振动测试贝叶斯理论模态参数识别有限元模型修正

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基于模态试验和MCMC方法的光伏板模型修正研究及其应用

基于模态试验和MCMC方法的光伏板模型修正研究及其应用

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作者：曾智源哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

作为太阳能利用的有效工具,光伏板在过去几年中已在全球范围内得到了广泛安装。风荷载是光伏板设计过程的主要荷载,在风荷载作用下光伏板容易发生振动与破坏。为确保光伏板结构安全,了解其真实的动力特性至关重要。本文以现场光伏板为例... 详细信息

作为太阳能利用的有效工具,光伏板在过去几年中已在全球范围内得到了广泛安装。风荷载是光伏板设计过程的主要荷载,在风荷载作用下光伏板容易发生振动与破坏。为确保光伏板结构安全,了解其真实的动力特性至关重要。本文以现场光伏板为例,对其进行基于环境振动的模态试验,使用快速贝叶斯FFT方法对其进行了模态参数识别。建立结构初始有限元模型,将基于分层马尔可夫蒙特卡罗（MCMC）算法对光伏板模型进行了修正,并将修正后精确的光伏板模型应用于结构风振响应研究。本文搭建了一套针对光伏板结构的环境振动测试方案,利用贝叶斯FFT方法对其进行模态参数识别,总结了此类结构振动一般性规律。研究结果表明:本文利用移动测点法的测试方案识别得到的自振频率精度远大于阻尼比,同时振型识别精度较高;板面呈现出的振动特征具有规律性,大多是对称或者反对称的形式。低阶模态振型主要发生绕着板面强轴的竖向弯曲,高阶模态振型会出现绕着板面弱轴的竖向弯曲;结构自由边界处刚度小振幅大,结构支架附近和结构连接处位置刚度大振幅小。有限元计算结果与实测数据之间存在误差,本文对此开展了光伏板模型修正研究。分析了误差主要出现的区域,基于参数灵敏度分析方法研究了不同参数模型类对修正结果精度的影响。研究结果表明,振型误差远大于频率误差,振型误差的主要出现在结构边界处和结构连接位置处。光伏板的弹性模量参数对结构模态频率和振型的影响效果存在差异,对模态频率的影响具有全局性,而对振型的影响只针对局部阶数,因此建议对板的弹性模量参数分开选取。主梁的弹性模量参数对结构前三阶振型具有显著影响。因此对于光伏板结构的模型修正,需要同时考虑板面材料和支撑主梁的弹性模量的不确定性。从修正结果角度分析,本文提出的六参数模型类具有较高的修正精度。以满足真实动力特性的修正后的光伏板模型为基础开展了某屋顶光伏板的风振响应研究,利用时域分析法得到典型风向角下关键结点处的位移响应特征和位移风振系数。研究结果表明:最大位移均值出现的位置在迎来流风第一排光伏板表面;板面结点位移风振系数整体大于支架结点位移风振系数;在不同风向角作用下,板面结点最大的位移风振系数主要受45°和135°风向角控制。结合了我国建筑荷载规范和相关文献进行讨论,最终建议风振系数取值2.51,可为本文介绍的屋顶光伏板抗风设计提供参考。

关键词：光伏板环境振动测试模态识别模型修正风振响应

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钢管组合大跨越输电塔线体系抗震减震分析研究

钢管组合大跨越输电塔线体系抗震减震分析研究

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作者：曹枚根广州大学

学位级别：硕士

大跨越输电塔线体系是应用极广的一类高耸大跨结构体系，作为一项重要的生命线电力工程设施，确保主结构体系在地震作用下的安全可靠运行，具有重要的经济、社会意义。该体系区别于其它土木结构的一个最显著特点是它由导地线和各个钢塔... 详细信息

大跨越输电塔线体系是应用极广的一类高耸大跨结构体系，作为一项重要的生命线电力工程设施，确保主结构体系在地震作用下的安全可靠运行，具有重要的经济、社会意义。该体系区别于其它土木结构的一个最显著特点是它由导地线和各个钢塔连接而成的连续体系，是一种复杂的空间塔-线耦联振动体系。高压输电塔是该体系的主要承重结构，目前国内外多采用角钢组合构件铁塔。由于钢管构件的截面型状力学特性比较好，外型美观，近年来，钢管塔和钢管组合塔在输电线路中得到了比较广泛的使用。输电铁塔除了受静荷载外，大部分时间主要经受动荷载的作用，振动是引起输电铁塔破坏的主要原因，确保输电塔线体系在地震作用下的安全运行越来越受到工程实践和研究人员的重视。本文结合跨越珠江的一段220kV输电线路为工程实例，利用有限元分析软件ANSYS建立了该体系杆梁混合有限元分析模型。采用子空间迭代法分析研究了该体系的动力特性、单塔的动力特性，并对SZK系列单塔的动力特性变化特点修正拟合了工程上常用的一阶周期近似估算公式。通过分析体系中输电塔的动力特性参数和没有考虑导地线的单塔的动力特性，得到了几点关于悬挂的导地线在输电塔纵向和侧向的耦合效应的定性认识。此外，结合前人有关输电塔线体系抗震简化模型的研究，得到了输电塔的等效刚度模型，并引进侧向和纵向等效刚度系数α、β，对输电塔线体系的抗震简化模型进行了动力特性的分析对比。分析可知，体系的振型比较密集，且多以导地线的振型为主。为了更加直观准确的得到输电塔的动力特性，本文首先参考环境振动测试的思路，通过对体系有限元模型施加有限宽带白噪声激励，对铁塔时程响应进行了频域分析识别，可精确得到耦合了导地线的输电塔振动模态;为进一步验证有限元模型和输电塔振动模态的正确性，利用环境激励对输电塔进行了现场振动模态测试。另一方面，本文以体系有限元分析模型为研究对象，预先进行自重荷载作用下的静力分析。以静力终态的位形和应力作为瞬态分析的初始态，然后输入El-Centro、Taft、场地波，采用Newmark-β逐步积分法和Newton-Raphson法反复迭代进行7度设防和7度罕遇情况下的双重非线性(弹塑性和几何非线性)三向地震反应分析，了解了输电塔线体系地震反应的一些特点。此外，文章还针对导地线对铁塔的地震影响进行了研究，通过有导地线和无导地线的铁塔地震反应的对比分析，进一步揭示了导、地线对输电塔的耦合作用规律。上述研究对体系在地震作用下的响应特点和规律进行了归纳总结，对输电线路的抗震抗风设计、研究有一定的借鉴和参考意义。文章最后对输电塔线体系的减震控制进行了初步的探讨。结构消能减震技术和结构被动调谐减震控制技术(TMD)因其减震机理明确、减震效果明显等特点而被工程界广泛采用于高层建筑、高耸塔架等结构中。本文研究了在输电塔上布置粘滞耗能阻尼器和调谐质量阻尼器后铁塔的响应特点，对比分析了体系有无上述两类控制装置的减震效果。

关键词：大跨越输电塔线体系钢管组合结构动力特性环境振动测试耦联振动导地线效应简化抗震模型地震反应减震控制

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乌龙江特大桥病害分析、维修加固与加固效果评价

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公路交通科技（应用技术版） 2009年第10期5卷 4-7页

作者：方德铭福建省公路管理局福建福州350004

乌龙江大桥是主孔跨径为144m,全长548m的T型刚构梁桥。文章介绍乌龙江大桥相应的病害及相应的加固措施,进行了该桥加固后的环境振动测试和模态识别,并利用实测动力特性对该桥的ANSYS有限元模型修正,并结合加固前的实测挠度和加固后有限... 详细信息

乌龙江大桥是主孔跨径为144m,全长548m的T型刚构梁桥。文章介绍乌龙江大桥相应的病害及相应的加固措施,进行了该桥加固后的环境振动测试和模态识别,并利用实测动力特性对该桥的ANSYS有限元模型修正,并结合加固前的实测挠度和加固后有限元计算挠度对加固效果进行评价。结果表明:经加固,乌龙江大桥的使用性能和承载能力都得到了很大提高,同时也提高了其荷载等级。

关键词： T型刚构病害维修加固环境振动测试模型修正加固效果评价.

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强风激励下建筑自振特性测试与分析——以防灾科技学院6号教学楼为例

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科技与创新 2019年第19期 6-11页

作者：肖爽王小明上海市地震局

建筑物的动力特性是建筑物自身固有的特性,一般是指建筑物的振动频率(或者振动周期)、振型及阻尼比。建筑物的地震反应是由地面运动的性质和结构本身的动力特性决定的。因此在计算地震反应时,结构的自振频率、振型及阻尼比都是十分重要... 详细信息

建筑物的动力特性是建筑物自身固有的特性,一般是指建筑物的振动频率(或者振动周期)、振型及阻尼比。建筑物的地震反应是由地面运动的性质和结构本身的动力特性决定的。因此在计算地震反应时,结构的自振频率、振型及阻尼比都是十分重要的参数。由于理论计算方法求得的结构自振频率存在误差,所以利用现场实测得到的结构动力特性即建筑物建成后的实际动力特性,其结果是准确、可靠的。通过对防灾学院6号教学楼进行强风振动测试实验,获取了南北和东西两个方向的加速度时程数据,利用DASP数据处理软件对所获得的数据进行了低通滤波(25 Hz),通过在频域内对数据进行分析和计算给出了该教学楼1~3阶固有频率、振型和阻尼比,得到强风作用下结构的平动特性,与环境激励(地微动)作用下结构的自振特性进行对比,最后总结出有意义的结论,用于建立该结构的结构健康档案,并为结构健康监测提供参考。

关键词：环境振动测试模态分析固有频率阻尼比

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增大截面加固钢筋混凝土T梁桥工作性能的动力评价方法

引用

福建交通科技 2012年第2期 57-61页

作者：王峻高福州路信公路设计有限公司福州350001

通过某跨径22.16m的T梁桥增大截面加固前后的动力特性的测试和计算,比较其加固前后的动力变化,并建立动力特性与刚度变化的关系以及频率校验系数,评定加固后整体刚度的变化和桥梁的工作性能,并通过与基于挠度的评价方法比较,验证了动力... 详细信息

通过某跨径22.16m的T梁桥增大截面加固前后的动力特性的测试和计算,比较其加固前后的动力变化,并建立动力特性与刚度变化的关系以及频率校验系数,评定加固后整体刚度的变化和桥梁的工作性能,并通过与基于挠度的评价方法比较,验证了动力评价方法的可靠性。

关键词：钢筋混凝土T梁桥增大截面加固环境振动测试动力评价方法

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压电加速度计在试飞测试中的研究

引用

中国科技信息 2017年第19期 24-25页

作者：朱丽王小辉中国飞行试验研究院中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所

point压电加速度计因其测量范围大、频响范围宽、质量轻而广泛应用,在试飞测试中多应用于环境振动测量。本文在介绍试飞环境振动重要性的基础上,分析了基于环振加速度计的环境振动测试方案,从测试原理上深入分析了各自的优缺点及产生差... 详细信息

point压电加速度计因其测量范围大、频响范围宽、质量轻而广泛应用,在试飞测试中多应用于环境振动测量。本文在介绍试飞环境振动重要性的基础上,分析了基于环振加速度计的环境振动测试方案,从测试原理上深入分析了各自的优缺点及产生差异的原因,并通过试验进行验证。

关键词：压电加速度计试验机传输电缆幅频响应环境振动测试试飞测试

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