检索结果-内蒙古大学图书馆

大跨桥梁作为交通工程中的重要枢纽,为地区的经济文化发展做出了重大贡献,历史多次大地震灾害对交通工程,特别是桥梁结构造成了严重的破坏。因此,地震易损性研究对于大跨桥梁的安全运营有着重要意义。以往桥梁地震易损性研究中的桥型大部分是规则的连续梁桥,而对斜拉桥、悬索桥等不规则的桥型研究较少。除此之外,以往理论地震易损性研究中的数值模型完全依据设计文件建立,不能准确地描述桥梁实际结构的静动力特性。本文以南京夹江大桥为研究对象,围绕着地震易损性的主题,采用ANSYS建立初始有限元模型,根据监测数据识别得到实桥的静动力特性对初始有限元模型进行了修正,并基于结构概率地震需求分析方法对修正后的模型进行了纵桥向和横桥向的地震易损性研究。本文的主要内容以及创新点有以下几点:(1)实现了基于NexT-CMIF法对大跨桥梁的结构参数识别。通过荷载试验数据得到成桥状态下的的静载结果,包括各静载工况下的主梁挠度以及成桥空载下的吊索索力。同时利用桥梁健康监测系统得到实桥运营状态下环境振动监测数据,基于自然激励法(NexT)对监测数据进行处理得到相应的频响函数,进而分别用复模态指数函数(CMIF)和峰值拾取法识别出主跨加劲梁的竖弯模态和各个吊索索力。(2)基于pushover分析研究了桥塔的破坏机理和易损截面的损伤指标,并对精细化桥塔模型进行了简化。根据设计图纸用ANSYS建立了南京夹江大桥初始有限元模型,采用实体单元建立精细化桥塔模型,并通过pushover分析得到桥塔的破坏模式和损伤指标。同时考虑到地震动力时程分析的计算时间及收敛问题,结合pushover分析的结果,用梁单元建立了桥塔简化模型。(3)基于联合静动力修正方法对南京夹江大桥初始有限元模型进行修正。由于理论建模采用的结构尺寸、材料参数和边界条件采取了适当的简化,初始有限元模型与实桥结构之间存在较大误差。为建立一个满足结构精度要求和符合实际结构静动力特性的有限元模型,本文采用参数灵敏度分析确定了待修正参数,并根据实桥测试识别得到的静动力特性设立目标函数,结合ANSYS的优化分析功能,得到修正后的有限元模型。(4)提出了基于有限元修正的结构概率地震易损性分析方法,并根据修正后有限元模型分别进行了横桥向和纵桥向的地震易损性分析。本文依据南京夹江大桥的场地条件和抗震设防要求,从PEER中心提供的地震波数据库中选取了50条地震波,确定谱加速度SA作为地震动参数强度指标。对修正后的有限元模型进行纵桥向和横桥向的地震时程分析,采用结构概率地震需求易损性分析方法得到南京夹江桥支座及桥塔的纵桥向和横桥向易损性曲线。验证了纵飘体系的自锚式悬索桥的纵桥向振动和横桥向振动之间基本不耦合,并发现在地震作用下支座比桥塔更易损伤破坏,且12号支座在横向地震作用下最容易损坏,其次分别是7号、11号、8号、9号支座。

关键词：自锚式悬索桥监测数据结构参数识别有限元修正 pushover分析地震易损性

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改进的量子粒子群算法在结构识别中的应用

改进的量子粒子群算法在结构识别中的应用

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作者：胡皞苏州科技学院

学位级别：硕士

工程结构在材料老化、外界环境影响、超负荷运营等作用下事故频发,由此,结构健康监测应运而生。其核心结构参数识别的方法很多,由于各种原因都无法在实际工程中得到有效利用。随着信息技术和计算机的飞速发展,智能优化技术逐渐被引入结... 详细信息

工程结构在材料老化、外界环境影响、超负荷运营等作用下事故频发,由此,结构健康监测应运而生。其核心结构参数识别的方法很多,由于各种原因都无法在实际工程中得到有效利用。随着信息技术和计算机的飞速发展,智能优化技术逐渐被引入结构参数识别中。其中,量子粒子群优化(QPSO)算法因其诸多优势而备受青睐,但该法也有不足之处,如全局寻优能力差,容易陷入局部最优等。本文针对QPSO算法的不足,提出了基于混合概率的小波变异量子粒子群优化(M-WMQPSO)算法和基于同化竞争的量子粒子群优化(ACQPSO)算法,并将其应用于结构参数识别。具体内容及成果如下:1、介绍结构参数识别和智能优化算法在结构参数识别中的应用情况以及QPSO算法。2、剖析QPSO算法的不足,提出改进的必要性。3、发展出M-WMQPSO算法。介绍了算法原理及运算过程,并采用标准测试函数验证。4、发展出ACQPSO算法。介绍了算法的思想及运算过程。对标准测试函数的分析表明,该算法大大提高了全局寻优能力。5、将上述改进算法应用于结构参数识别。识别了环境激励下的三质量块模型、六层框架模型、简支梁模型的数值模型和三层框架试验模型,结果表明,改进算法在精度和抗噪性上都比QPSO有很大提高。

关键词：量子粒子群算法结构参数识别小波竞争

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巨型激光装置精密装校平台误差与可靠性研究

巨型激光装置精密装校平台误差与可靠性研究

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作者：姜安林重庆大学

学位级别：硕士

巨型激光装置的下装类LRU模块具有种类多、尺寸大、重量大、洁净度要求高等特点,且下装类LRU模块的装校空间狭小、可视范围小,如何实现下装类LRU模块的精密装校已经成为了世界技术难题。根据我国某巨型激光装置建设项目中的下装类LRU模... 详细信息

巨型激光装置的下装类LRU模块具有种类多、尺寸大、重量大、洁净度要求高等特点,且下装类LRU模块的装校空间狭小、可视范围小,如何实现下装类LRU模块的精密装校已经成为了世界技术难题。根据我国某巨型激光装置建设项目中的下装类LRU模块的装校任务,设计一个具有六自由度调整功能的精密装校平台,该平台由一个3-PSR/PSS三自由度冗余并联机构和一个4-PRP三自由度冗余并联机构串联而成。本文主要内容如下:通过对巨型激光装置下装类LRU模块装校流程的机构需求分析,提出了由3-PSR/PSS三自由度冗余并联机构(水平调整单元)和4-PRP平面三自由度冗余并联机构(平面调整单元)串联而成的精密装校平台,并对该装校平台进行了详细的结构介绍,最后基于螺旋理论分别计算两个功能单元的自由度。采用解析法得到水平调整单元的位置逆解模型,采用牛顿迭代法得到水平调整单元的位置正解模型;对于平面调整单元而言,采用解析法得到其位置正/逆解模型。最后,分别使用MATLAB软件和ADAMS软件对两个功能单元的位置、速度、加速度进行仿真,并将仿真结果进行对比,验证了机构运动学模型的正确性。采用矩阵微分法分别建立了水平调整单元和平面调整单元的误差分析数学模型,通过对各个误差源的单项误差分析,分别找到了影响两个功能单元末端位姿误差的主要误差源以及受影响最大的运动分量,为之后机构在实际加工制造时的精度分配提供了参考依据。采用基于最小二乘法的机构参数辨识法辨识出两个功能单元的结构参数误差,并设计试验步骤验证了该识别方法的正确性。根据识别得到的机构参数误差,采用关节空间补偿法对两个功能单元进行误差补偿,将补偿前后的误差曲线进行对比,验证了该补偿方法的有效性。基于水平调整单元的上下铰点位置误差和连接杆杆长误差以及平面调整单元的上滑块位置误差和转动轴承位置误差,采用蒙特卡洛法分别建立两个功能单元的运动可靠度求解模型,共求解出六个运动分量的运动可靠度值。利用MATLAB软件计算在不同位姿下的机构可靠度,结果证明精密装校平台的两个功能单元均有着非常高的运动可靠度。精密装校平台可靠性分析结果与误差分析结果相互印证,对机构在加工制造、装配时的精度分配具有指导意义。

关键词：并联机构运动学误差分析与补偿结构参数识别运动可靠度

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慢速求解第一类Fredholm积分方程的方法研究

慢速求解第一类Fredholm积分方程的方法研究

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作者：庞爱平哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

微分方程的反问题理论广泛存在各个领域内，特别是数学物理方程中很多问题最终都归结为微分方程，关于结构振动的微分方程反问题，通过分离函数方法，可以化为求解第一类Fredholm积分方程的问题。由于第一类积分方程的反问题是不适定的... 详细信息

微分方程的反问题理论广泛存在各个领域内，特别是数学物理方程中很多问题最终都归结为微分方程，关于结构振动的微分方程反问题，通过分离函数方法，可以化为求解第一类Fredholm积分方程的问题。由于第一类积分方程的反问题是不适定的，所以给求解带来了很多困难，为了稳定求解第一类Fredholm积分方程，之前研究的一些方法主要是正则化方法，这种方法在之后的发展中不断的优化，成为求解第一类Fredholm积分方程的主要方法。无论我们怎样改进和优化，各种求解第一类Fredholm积分方程的方法都是一种近似求解方法。如果我们能把未知函数的所有可能都进行计算，那么我们就能找到最近或者说最精确的解，本文研究了这样一种数据慢速搜索的方法求解第一类Fredholm积分方程，虽然这种办法计算量大并且速度慢速，但是不失为一种精确求解的可靠办法。并且，随着计算机的发展，这种算法的优越性将越来越显著。基于上面的思想，对于慢速搜索方法做了以下研究： 1.慢速数据搜索方法求解方法的可行性及稳定性数值模拟实验。 2.适用算例数值模拟实验，以及加快搜索速度的方法：逐步搜索法。 3.方法在结构振动参数识别中的应用，及其经典算例实验研究。

关键词：反问题结构参数识别积分方程慢速搜索

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识别结构刚度函数的一阶导数的分离法研究

识别结构刚度函数的一阶导数的分离法研究

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作者：刘丹丹哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

工程中的损伤探测、故障诊断能有效预防灾难性功能失效的发生，其研究有着重要理论与实际意义。通过识别物理参数来进行故障诊断，是最常用也是最行之有效的方法。本文分析了以往故障容易被误差掩埋而不宜识别的原因，即故障后物理参数... 详细信息

工程中的损伤探测、故障诊断能有效预防灾难性功能失效的发生，其研究有着重要理论与实际意义。通过识别物理参数来进行故障诊断，是最常用也是最行之有效的方法。本文分析了以往故障容易被误差掩埋而不宜识别的原因，即故障后物理参数的变化相比于故障前的值是很小的。在故障前、后，参数变化小，但参数的一阶导数却变化明显。基于以上事实，通过识别结构刚度函数一阶导数的形状，能够准确识别出裂纹、疲劳等引发的故障。本文对结构刚度函数的一阶导数识别问题进行了讨论。本文针对杆的轴向振动微分方程，首先对其波动方程进行Fourier变换，再用分离法与偏微分方程数值解法，经一系列推导，建立了识别结构刚度函数的一阶导数的差分反演模型，将参数识别问题化成了第一类算子方程。参数识别属于数学物理反问题，反问题一般是非线性且不适定。本文对求解“不适定”的第一类算子方程进行了讨论，分析了正则化、光滑化等求解不适定问题的思路与理论推导过程。对于问题的非线性，本文采用迭代法，在每步迭代中，非线性问题就成了线性的。因每步迭代中，结构刚度函数的一阶导数难以给出较好的初值估计，本文用同伦正则化方法来处理。同伦正则化方法不但可求得目标泛函的最小（正则化方法的最初目的），避免陷入局部最小，而且可加快迭代法的收敛速度。最后，本文通过Hilbert矩阵、Pascal矩阵为系数矩阵的病态方程组，含有一个裂纹、两个裂纹的杆件结构等问题进行了大量算例分析，论证了正则化、光滑化、同伦正则化方法等求解第一类算子方程的可行性以及本文提出识别结构刚度函数一阶导数来进行故障诊断的有效性。综上所述，本文首次创造性提出了识别结构刚度函数的一阶导数进行故障诊断的方法。对于在识别问题中遇到的不适定问题，分析了合理选择正则化参数与频率、光滑因子为零、同伦正则化方法等提高求解速度与精度的技巧。无论理论分析还是仿真实验，都充分论证了通过识别结构刚度函数的一阶导数进行故障诊断的正确性与优越性。

关键词：结构参数识别反问题偏微分方程正则化方法光滑化方法

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结构损伤诊断的神经网络方法研究

结构损伤诊断的神经网络方法研究

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作者：雷慧湖南大学

学位级别：硕士

工程结构在使用过程中,由于载荷的作用将产生不同程度的损伤.为保证结构安全,需要及时诊断出这些损伤的位置和严重程度,以便对结构使用的可靠性进行合理评估.对于这一类典型的\"反问题\",用以往建立数学模型的方法非常困难.所... 详细信息

工程结构在使用过程中,由于载荷的作用将产生不同程度的损伤.为保证结构安全,需要及时诊断出这些损伤的位置和严重程度,以便对结构使用的可靠性进行合理评估.对于这一类典型的\"反问题\",用以往建立数学模型的方法非常困难.所以,该文采用神经网络模型取代数学模型,研究了基于神经网络的结构损伤诊断(诊断损伤位置与损伤严重程度)及在损伤诊断基础上进行结构参数识别问题,提出了利用固有频率的差值、结构残余力向量或柔度偏差作为网络的输入参数的结构损伤诊断方法.并对网络训练过程中存在的一些技术问题进行了讨论,最后用仿真算例和实际模型说明了这些方法的有效性.

关键词：工程结构神经网络结构参数识别结构损伤诊断

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求解积分方程的一种新方法及其应用

求解积分方程的一种新方法及其应用

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作者：毕波哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

反问题广泛存在于各学科领域之中,在地球物理、数字图像处理、生命科学、材料科学、遥感技术等众多领域中,许多反问题可归结为第一类Fredholm积分方程。而常微分方程与偏微分方程的定解问题也可以化为等价的积分方程,解偏微分方程反问... 详细信息

反问题广泛存在于各学科领域之中,在地球物理、数字图像处理、生命科学、材料科学、遥感技术等众多领域中,许多反问题可归结为第一类Fredholm积分方程。而常微分方程与偏微分方程的定解问题也可以化为等价的积分方程,解偏微分方程反问题的数值方法,也常常导出第一类Fredholm方程。由于此类问题有着广泛而重要的应用背景,其理论又具有鲜明的新颖性与挑战性,因而吸引了国内外学多学者从事该项研究。反问题常常是不适定的,这给问题的求解带来了困难,若不用特殊的方法求解,将得到不合理的答案。因此许多学者提出了各种求解反问题的方法,比如脉冲谱方法,最佳摄动量法,蒙特卡罗方法,各种优化方法和正则化方法等。其中最具普适性、在理论上最完备且行之有效的方法,就是正则化方法(或策略),这些方法是由Tikhonov和Phillips于20世纪60年代初分别、独立提出的,并在后来得到了深入的发展。基于Phillips的正则化理论框架,对反问题所导出的第一类Fredholm方程进行了研究,主要做了以下工作: 1.提出了一种多重约束的正则化方法,通过加入多重约束,提高了求解的精度及稳定性。 2.将多重约束正则化方法应用于结构参数识别,并对正则参数的选取进行了一定研究。数值模拟结果表明,方法是可行的,并且对于各种结构参数的识别具有不同程度的有效性。 3.将多重约束的思想应用于图像复原技术,并建立了基于多重约束的自适应Van Cittert迭代格式。仿真试验表明该方法有效的控制了复原过程中的噪声,并克服了问题的病态性。

关键词：反问题结构参数识别图像复原正则化

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基于时域方法的结构状态评估

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低温建筑技术 2011年第7期33卷 53-55页

作者：郭丽娜郭亚军哈尔滨工业大学建筑设计研究院哈尔滨150090 齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司黑龙江齐齐哈尔161000

应用两阶段识别方法,对结构状态进行评估。第一阶段,利用结构不完备测量信息,对结构外荷载进行识别,基于识别的外荷载重构结构时程信息。第二阶段,利用测量时程和重构时程,基于时域灵敏度方法,对结构损伤识别。应用IIRS模型缩聚方法,将... 详细信息

应用两阶段识别方法,对结构状态进行评估。第一阶段,利用结构不完备测量信息,对结构外荷载进行识别,基于识别的外荷载重构结构时程信息。第二阶段,利用测量时程和重构时程,基于时域灵敏度方法,对结构损伤识别。应用IIRS模型缩聚方法,将8层砌体结构缩聚成8个自由度的剪切型模型。在数值仿真计算中,基于砌体结构的不完备地震时程响应记录,对地震荷载进行识别,并对结构损伤状况进行评估。结果证明,即使在有噪声的情况下,提出的结构状态方法依然能够很好的重构结构响应,并能识别地震荷载和结构损伤程度、位置,较好的计算出损伤程度。

关键词：灵敏度方法结构荷载识别结构参数识别 L-curve方法参数分析

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结构弹性支承刚度识别的广义逆特征值法

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郑州大学学报（工学版） 2003年第4期24卷 105-108页

作者：金挺林志兴李永宁同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

以带弹性支承的结构为对象,将结构刚度矩阵视为弹性支承刚度的线性函数,以广义逆特征值理论为基础,引入广义特征值导数,给出一种识别结构弹性支承刚度的方法.算例中,利用模态试验结果,根据前3阶实测固有频率,用Newton-Raphson法求解以... 详细信息

以带弹性支承的结构为对象,将结构刚度矩阵视为弹性支承刚度的线性函数,以广义逆特征值理论为基础,引入广义特征值导数,给出一种识别结构弹性支承刚度的方法.算例中,利用模态试验结果,根据前3阶实测固有频率,用Newton-Raphson法求解以支承刚度为参数的非线性方程组,求出弹性支承刚度,并分析模态试验结果误差对支承刚度识别的影响.误差分析表明,如果模态试验结果具有足够的精度,用本文方法能够准确地实现结构边界支承刚度识别.

关键词：结构刚度矩阵弹性支承刚度线性函数 Newton-Raphson法结构参数识别广义逆特征值

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