检索结果-内蒙古大学图书馆

振动．测试与诊断 2023年第5期43卷 980-987,1042页

作者：王振辛宇王佐才袁子青合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室合肥230009

传统无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,简称UKF)方法在非线性结构参数识别过程中,通常要求结构的输入已知,当非线性结构的输入难以测量或测量误差较大时,该方法的应用将受到限制。为了对未知激励作用下的非线性结构参数进行识别... 详细信息

传统无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,简称UKF)方法在非线性结构参数识别过程中,通常要求结构的输入已知,当非线性结构的输入难以测量或测量误差较大时,该方法的应用将受到限制。为了对未知激励作用下的非线性结构参数进行识别,提出一种基于改进UKF的非线性结构荷载和参数同步识别方法。该方法在系统状态更新过程中,利用结构响应和参数的当前预测值,对输入荷载进行初步估计,并结合系统状态的估计值对输入荷载进行识别。为降低测量噪声对非线性系统识别结果的影响,采用在UKF方法中嵌入卡尔曼滤波器(Kalman filter,简称KF),对测量噪声协方差矩阵进行同步优化,确保非线性结构荷载和参数识别的精确性。分别对地震激励下的单自由度和5自由度Bouc‑Wen滞回模型进行数值模拟,验证了该方法的可行性和准确性。结果表明,改进的UKF方法能够有效地实现非线性结构未知荷载和模型参数的同步识别。

关键词：无迹卡尔曼滤波非线性结构未知荷载识别非线性参数识别

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平列式公铁两用钢桁梁桥疲劳损伤及寿命研究

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振动．测试与诊断 2024年第5期44卷 979-986,1041,1042页

作者：储胡照吉军立董婷婷王佐才孙晓彤丁福凡中铁上海设计院集团合肥有限公司合肥230011 合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室合肥230009

为研究某平列式公铁两用钢桁梁桥车桥耦合振动引起的钢桁梁桥节点构件的疲劳损伤,建立了局部节点精细化的全桥有限元模型和车辆多刚体模型,采用Craig-Bampton法求解了车桥耦合振动系统方程。首先,利用动态称重系统采集同线路全年公路交... 详细信息

为研究某平列式公铁两用钢桁梁桥车桥耦合振动引起的钢桁梁桥节点构件的疲劳损伤,建立了局部节点精细化的全桥有限元模型和车辆多刚体模型,采用Craig-Bampton法求解了车桥耦合振动系统方程。首先,利用动态称重系统采集同线路全年公路交通流数据,统计分析车辆的车型、车速、车重及车间距等参数分布特征;其次,结合列车荷载模型,基于S-N曲线及Miner线性累计损伤理论,计算获得钢桁梁节点由列车和汽车通行导致的节点疲劳损伤,并基于雨流计数法对其疲劳寿命进行了预测;最后,探讨了列车速度、载重、不平整度及腐蚀对钢桁梁节点的累积疲劳损伤及疲劳寿命的影响。结果表明:节点疲劳损伤随着速度增大不呈现单一变化,随着载重增大和不平整度变差迅速增大,疲劳寿命降低明显;考虑腐蚀造成的节点刚度折减时,节点累积疲劳损伤曲线的发展是非线性的,疲劳寿命降低显著。

关键词：公铁两用桥梁疲劳损伤疲劳寿命钢桁梁节点车桥耦合

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基于车辆静置的桥梁模态参数识别方法

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土木工程学报 2023年第6期56卷 52-62页

作者：贺文宇李祎琳任伟新合肥工业大学土木与水利工程学院合肥工业大学安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室深圳大学

针对传统工作模态参数识别中存在的振型难以质量归一化和传感器数量多，“移动车辆扫描法”存在对路面不平顺过于敏感和振型难以质量归一化等问题，提出一种采用少量传感器且对路面不平顺不敏感的桥梁模态参数(频率和质量归一化振型)识... 详细信息

针对传统工作模态参数识别中存在的振型难以质量归一化和传感器数量多，“移动车辆扫描法”存在对路面不平顺过于敏感和振型难以质量归一化等问题，提出一种采用少量传感器且对路面不平顺不敏感的桥梁模态参数(频率和质量归一化振型)识别方法。该方法将车辆停靠于选定位置，形成静置车辆-桥梁系统，测试系统频率；测完后移动车辆至下一位置，重新停靠后测试频率，以此类推，“随停随测，即测即走”,通过系列系统频率识别模态参数，因此称之为基于车辆静置的模态参数识别。首先，采用数值算例展示静置车辆-桥梁系统频率随着车辆静置位置的变化而变化的现象；其次，通过理论推导揭示静置车辆-桥梁系统频率演化与桥梁模态参数之间的物理关系；然后，提出通过测试系列静置车辆-桥梁系统频率来识别桥梁模态参数的流程并予以验证；最后，系统讨论车/桥质量比和车辆刚度等因素的影响。结果表明：提出的方法化振型识别为频率识别，只需少量加速度传感器，便能快速识别桥梁质量归一化振型。

关键词：桥梁工程参数识别车辆静置空间分辨率路面不平顺

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动力荷载下结构非线性概率模型参数估计及失效概率预测

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2024年第10期47卷 1434-1440页

作者：丁福凡王佐才辛宇袁子青合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室安徽合肥230009

文章提出基于贝叶斯推理的结构非线性概率模型参数估计方法,结合非线性参数的后验概率分布估计结果,实现结构在动力荷载作用下的失效概率预测。利用结构实测加速度响应作为输入,构建贝叶斯推理的似然函数,采用过渡马尔可夫蒙特卡洛(tran... 详细信息

文章提出基于贝叶斯推理的结构非线性概率模型参数估计方法,结合非线性参数的后验概率分布估计结果,实现结构在动力荷载作用下的失效概率预测。利用结构实测加速度响应作为输入,构建贝叶斯推理的似然函数,采用过渡马尔可夫蒙特卡洛(transitional Markov chain Monte Carlo,TMCMC)算法估计非线性概率模型参数的后验概率分布。当模型参数的后验概率分布被计算之后,利用更新后的参数后验概率分布作为输入,通过随机抽样算法预测结构在动力荷载作用下的失效概率。为验证方法的可行性,对地震荷载作用下的5层钢框架结构进行数值模拟,通过钢框架结构的缩尺振动台试验进一步验证该方法的有效性。研究结果表明:该方法能够准确实现非线性模型参数的后验概率密度计算,能够对结构在地震荷载下的失效概率进行有效预测。

关键词：结构非线性概率模型贝叶斯推理后验概率分布失效概率

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改进生成对抗网络及其在结构非线性模型修正中的应用

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振动工程学报 2023年第4期36卷 934-945页

作者：王俊辛宇王佐才戈壁合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室安徽合肥230009 安全关键工业测控技术教育部工程研究中心安徽合肥230009

提出改进生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)并在结构非线性模型修正中成功应用。在改进的GAN中,通过引入代理模型的方式,增强网络判别器对非线性结构各节点响应关系特征的学习能力;为避免传统GAN存在的梯度消失问题,使... 详细信息

提出改进生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)并在结构非线性模型修正中成功应用。在改进的GAN中,通过引入代理模型的方式,增强网络判别器对非线性结构各节点响应关系特征的学习能力;为避免传统GAN存在的梯度消失问题,使用跳跃连接和密集连接等方式加强网络层之间的信息交流,并且通过引入组合目标函数,构建模型输入响应与输出参数之间的映射关系实现网络训练。在进行结构非线性模型修正时,结构的动力响应作为网络模型的输入,训练好的GAN模型能够根据输入数据的特征,输出非线性模型参数的最优值,从而实现结构非线性模型修正。通过对地震荷载作用下的12层钢筋混凝土框架结构进行数值模拟,验证了方法的可行性,并通过对比基于卷积神经网络的非线性模型修正结果,验证所提方法的优越性;最后进一步结合地震荷载作用下的悬臂铝梁振动台实验,验证了该非线性模型修正方法的可靠性。

关键词：非线性模型修正改进生成对抗网络非线性结构网络训练

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考虑输入不确定性的后张预应力节段预制柱动力可靠度评估

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工程力学 2024年

作者：辛宇蔡宇森王佐才杨龙侯卫超合肥工业大学土木与水利工程学院安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室中铁二十四局集团有限公司

为了研究后张预应力节段预制柱结构在随机地震作用下的安全性能，本文提出一种基于非线性模型修正的结构动力可靠度评定新方法。首先，利用结构在地震作用下的响应数据，采用改进的无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman filter， UKF）算... 详细信息

为了研究后张预应力节段预制柱结构在随机地震作用下的安全性能，本文提出一种基于非线性模型修正的结构动力可靠度评定新方法。首先，利用结构在地震作用下的响应数据，采用改进的无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman filter， UKF）算法对结构的非线性模型参数进行在线识别，通过执行多次滤波迭代，获得优化后的非线性模型参数。以识别的非线性模型为基准模型，对后张预应力节段预制柱在输入不确定条件下动力可靠度进行评估，并对结构在不同荷载强度下的可靠度进行评估。本文以地震作用下的预制柱结构为数值模拟，对所提方法的可行性及精确性进行验证；进一步通过缩尺的预制柱振动台试验对方法的有效性进行验证。数值模拟和试验结果表明，本文所提方法能够有效实现后张预应力节段预制柱的非线性模型修正，并对输入不确定条件下的结构可靠度进行评估。

关键词：后张预应力节段预制柱无迹卡尔曼滤波非线性模型修正随机地震激励动力可靠度评估

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基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正

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振动与冲击 2023年第2期42卷 79-88页

作者：王未寅王佐才辛宇丁雅杰合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 合肥工业大学安全关键工业测控技术教育部工程研究中心合肥230009 合肥工业大学安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室合肥230009

为同时考虑多种不确定因素对非线性结构模型修正的影响,提出了一种基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正方法。为了描述具有时变特性的非线性动力响应,提取结构动力响应主分量的瞬时加速度幅值作为非线性指标,基于贝叶斯方法,将整... 详细信息

为同时考虑多种不确定因素对非线性结构模型修正的影响,提出了一种基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正方法。为了描述具有时变特性的非线性动力响应,提取结构动力响应主分量的瞬时加速度幅值作为非线性指标,基于贝叶斯方法,将整个模型修正过程分为3个相互独立的模块:首先建立非线性模型的高斯过程替代模型记为模块一;同时,为考虑模型误差对非线性结构随机模型修正的影响,将设计变量作为输入,模型误差作为输出,建立关于模型误差的高斯过程替代模型,记为模块二;最后,结合贝叶斯推理方法与模块一和模块二中的高斯过程模型,利用过渡马尔可夫链蒙特卡罗(transitional Markov Chain Monte Carlo,TMCMC)随机采样方法估计待修正参数后验概率密度函数,实现基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正研究。采用三跨连续梁桥数值算例来验证所提出的随机非线性模型修正方法的准确性,并对比了不同噪声水平、不同程度模型误差条件下的模型修正结果。研究结果表明,基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正方法能够有效地实现非线性结构的随机模型修正,并具有较好的鲁棒性。

关键词：非线性结构模块化贝叶斯模型误差测量误差高斯过程模型

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基于贝叶斯理论的非线性结构模型修正及其动力可靠度分析

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工程力学 2022年第12期39卷 13-22,59页

作者：丁雅杰王佐才辛宇戈壁袁子青合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 土木工程防灾减灾安徽省工程技术研究中心安徽合肥230009 安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室安徽合肥230009

提出一种基于贝叶斯推理的非线性结构模型修正方法,同时考虑激励的随机性,建立了复合随机振动系统的动力可靠度分析方法。利用实测结构动力响应主分量的瞬时特征参数作为非线性指标构建似然函数,结合拒绝延缓自适应(Delayed Rejection a... 详细信息

提出一种基于贝叶斯推理的非线性结构模型修正方法,同时考虑激励的随机性,建立了复合随机振动系统的动力可靠度分析方法。利用实测结构动力响应主分量的瞬时特征参数作为非线性指标构建似然函数,结合拒绝延缓自适应(Delayed Rejection and Adaptive Metropolis,DRAM)算法和高斯过程替代模型实现了非线性结构模型修正及其参数的不确定性量化。根据首次超越破坏准则,利用广义概率密度演化方法,分别对仅考虑激励随机性的确定性模型和同时考虑结构参数与激励不确定性的复合随机振动模型进行动力可靠度分析,并利用蒙特卡洛随机抽样方法验证了计算结果的准确性。研究结果表明:基于振动响应瞬时特征参数的贝叶斯推理方法能够快速、准确地实现结构的非线性模型修正及其参数的不确定性量化。与具有初始设计参数名义值的确定性模型相比,考虑参数不确定性的复合随机模型的动力可靠度总体偏低,因此,在结构安全评估中应考虑非线性模型参数不确定性的影响,使评估结果更加安全、可靠。

关键词：贝叶斯理论非线性模型修正瞬时特征参数动力可靠度复合随机振动

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环境激励下移动车辆对桥梁模态参数识别的影响研究

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振动与冲击 2021年第3期40卷 48-53页

作者：贺文宇丁绪聪任伟新合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室合肥230009

基于环境激励的模态参数识别方法在桥梁健康监测领域应用广泛,所识别桥梁的模态参数的变化常用来进行损伤识别。然而在模态参数识别过程中,移动车辆本身具有的质量属性被忽视,仅被当作为环境激励的一部分。桥梁损伤导致的模态参数变化... 详细信息

基于环境激励的模态参数识别方法在桥梁健康监测领域应用广泛,所识别桥梁的模态参数的变化常用来进行损伤识别。然而在模态参数识别过程中,移动车辆本身具有的质量属性被忽视,仅被当作为环境激励的一部分。桥梁损伤导致的模态参数变化将被移动车辆所引起的变化掩盖,影响后续损伤识别的效果。以随机子空间法为例,研究环境激励下的模态参数识别方法识别的桥梁模态参数的变异情况,并对比桥梁局部损伤导致的桥梁模态参数的变化量,结果表明局部损伤和移动车辆都会造成频率减小和振型改变,因此在实际模态测试中需要考虑移动车辆作用并剔除其影响。

关键词：模态参数识别移动车辆桥梁损伤随机子空间法环境激励

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基于PTMD的钢-混组合梁减振效应试验研究

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振动与冲击 2022年第22期41卷 121-129页

作者：杨洋李德安孙晓彤金大帅王佐才袁子青安徽省交通控股集团有限公司合肥230088 合肥工业大学合肥230009 安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室合肥230009 土木工程防灾减灾安徽省工程技术研究中心合肥230009

针对钢-混组合梁桥的行车振动问题,设计了一种碰撞调谐质量阻尼器(pounding tuned mass dampers, PTMD)装置,进行了基于PTMD的钢-混组合梁减振效应试验研究和数值分析研究。设计并制作了钢-混组合梁试验模型和PTMD装置,研究了PTMD装置... 详细信息

针对钢-混组合梁桥的行车振动问题,设计了一种碰撞调谐质量阻尼器(pounding tuned mass dampers, PTMD)装置,进行了基于PTMD的钢-混组合梁减振效应试验研究和数值分析研究。设计并制作了钢-混组合梁试验模型和PTMD装置,研究了PTMD装置的减振效果并进行PTMD装置的参数讨论。结果表明,该PTMD装置对钢-混组合梁的振动有明显的抑制效果,在振动响应较大时能够取得更好的减振效果,其最佳质量比为2%,最佳碰撞间隙为4 mm,在试验梁上同时安装3个PTMD更为合理。以某高速公路线路上的双主梁钢-混组合梁桥为研究背景,建立了车-桥-PTMD耦合系统模型,计算并对比双主梁钢-混组合梁桥在移动车辆荷载作用下无减振装置和应用PTMD装置下的动力响应,验证了PTMD装置在实际应用中的减振效果。

关键词：碰撞调谐质量阻尼器(PTMD) 钢-混组合梁振动控制试验模型减振效果

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