检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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桥梁结构非线性模型修正研究综述

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交通运输工程学报 2022年第2期22卷 59-75页

作者：王佐才丁雅杰戈壁袁子青辛宇合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学土木工程防灾减灾安徽省工程技术研究中心安徽合肥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安徽合肥230009

针对桥梁服役期间由于结构力学性能减弱从而表现出具有时变特征的非线性振动问题,在回顾非线性模型修正发展的基础上,分别从非线性系统识别、非线性模型修正方法和非线性模型不确定性量化3个方面入手,总结了结构非线性模型修正技术中存... 详细信息

针对桥梁服役期间由于结构力学性能减弱从而表现出具有时变特征的非线性振动问题,在回顾非线性模型修正发展的基础上,分别从非线性系统识别、非线性模型修正方法和非线性模型不确定性量化3个方面入手,总结了结构非线性模型修正技术中存在的一些关键问题;结合复杂结构损伤识别、性能评估与安全监测等内容,对其在桥梁结构中的应用展开了讨论。研究结果表明:以固有频率和模态振型为代表的响应特征量仅能反映时不变结构的物理特性,对于非线性结构而言其力学性能随外激励作用而不断变化,基于线性系统特征量的模型修正方法不能很好地适用于具有明显时变特性的非线性结构;结构动力响应主分量的瞬时频率和瞬时幅值包含了振动响应信号的相位信息和幅值信息,可以较为全面地反映动力荷载作用下结构响应的非平稳特性,选择具有时变特性的瞬时特征量来构建目标函数能够更为合理地表征非线性结构的动力特性;不确定性模型修正方法通过综合利用实测响应数据,考虑了测量噪声、模型误差和数值计算方法等不确定因素的影响,提高了模型修正结果的准确性;复杂结构非线性模型修正过程中涉及的参数众多,计算量大,极大地限制了其在实际工程结构中的应用,因此,合理选择具有代表性的非线性模型参数以及提高模型修正的计算效率是当前亟需解决的问题。

关键词：桥梁工程非线性模型修正非线性模式识别不确定性量化贝叶斯理论优化算法

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基于高斯贝叶斯网络的大型钢桁梁桥损伤识别

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铁道科学与工程学报 2022年第11期19卷 3293-3302页

作者：袁明贵辛宇王佐才段大猷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

为确保桥梁结构在运营期间的安全性能,以某大型公铁两用钢桁梁桥为研究背景,开展基于高斯贝叶斯网络(Gaussian Bayesian network,GBN)的钢桁梁桥损伤识别研究。建立该钢桁梁桥的有限元模型,对桥梁在汽车和列车作用下的耦合振动效应进行... 详细信息

为确保桥梁结构在运营期间的安全性能,以某大型公铁两用钢桁梁桥为研究背景,开展基于高斯贝叶斯网络(Gaussian Bayesian network,GBN)的钢桁梁桥损伤识别研究。建立该钢桁梁桥的有限元模型,对桥梁在汽车和列车作用下的耦合振动效应进行分析,并研究不同荷载因素对桥梁振动效应的影响;构建以移动荷载为1级节点,桥梁挠度为2级节点,桁架单元峰值应力为3级节点的GBN网络模型;通过有限元分析,获取桥梁结构在不同荷载因素作用下的训练数据,并对构建的GBN网络进行训练,得到能够准确表征各级节点复杂映射关系的网络模型。结合训练后的GBN网络模型和基于结构单元峰值应力残差的损伤指标,分别对钢桁梁桥在单点损伤、多点损伤以及不同损伤程度工况下的损伤识别进行研究,并对比分析不同移动荷载对桥梁结构损伤识别结果的影响。研究结果表明:基于训练后的GBN网络,能够准确地实现钢桁梁桥的损伤定位,并根据损伤指标计算值对结构的损伤程度进行量化;此外,对比汽车和列车荷载作用下的损伤识别结果,基于汽车荷载作用下的损伤识别结果具有更高的精度。

关键词：钢桁梁桥车桥耦合振动分析高斯贝叶斯网络损伤指标损伤识别

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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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平列式公铁两用钢桁梁桥节点动力响应及冲击系数研究

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2022年第5期38卷 813-820页

作者：王佐才董婷婷孙晓彤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 土木工程防灾减灾安徽省工程技术研究中心安徽合肥230009

目的研究平列式公铁两用钢桁梁桥节点在列车和汽车作用下的动力响应特性及冲击系数。方法根据实测桥梁交通流数据,采用Monte-Carlo法生成桥梁服役期间的随机车流模型;分别建立桥梁有限元柔性体子系统和列车、汽车的多刚体子系统,基于C... 详细信息

目的研究平列式公铁两用钢桁梁桥节点在列车和汽车作用下的动力响应特性及冲击系数。方法根据实测桥梁交通流数据,采用Monte-Carlo法生成桥梁服役期间的随机车流模型;分别建立桥梁有限元柔性体子系统和列车、汽车的多刚体子系统,基于Craig-Bampton法求解车桥耦合运动方程及钢桁梁节点应力。计算移动车辆荷载作用下的桥梁节点动力响应和应力冲击系数,分析应力冲击系数随车速、载重、不平整度变化的规律。结果相较仅列车作用,考虑列车和汽车同时作用时,节点竖向加速度、竖向位移及应力响应最大值分别增大了3.47%、27.61%和31.54%,节点应力冲击系数值增大了10.31%。节点应力冲击系数随车速、载重增加不呈单一变化趋势,而随平整度变差迅速增大。结论桥梁的平整度对节点应力冲击系数影响显著,节点应力冲击系数的计算结果与规范中采用跨度计算冲击系数更接近。

关键词：平列式公铁两用桥车桥耦合钢桁梁节点冲击系数随机车流

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基于动态贝叶斯网络及构件性能退化的钢板组合梁桥时变可靠性分析方法

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世界桥梁 2023年第4期51卷 99-106页

作者：梁灿王佐才辛宇张立奎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 安徽交控道路养护有限公司安徽合肥230041

为分析构件性能退化对钢板组合梁桥可靠性的影响,提出一种基于动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network,DBN)的时变可靠性分析方法。该方法首先依据材料劣化公式建立钢板组合梁桥抗力退化模型;然后基于DBN构建组合梁桥构件性能退化初... 详细信息

为分析构件性能退化对钢板组合梁桥可靠性的影响,提出一种基于动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network,DBN)的时变可靠性分析方法。该方法首先依据材料劣化公式建立钢板组合梁桥抗力退化模型;然后基于DBN构建组合梁桥构件性能退化初始模型,利用钢板组合梁桥抗力退化模型随机生成不同变量组合作用下的抗力数据,对该初始模型进行训练,通过参数学习得到DBN先验模型及节点条件依赖关系,并加入观测节点及可靠度节点,建立适用于可靠性分析的DBN模型;最后输入桥梁检测数据,实现桥梁可靠度指标更新。采用该方法和蒙特卡洛法对某钢板组合梁桥时变可靠性进行分析,结果表明:2种方法预测结果基本一致,该方法可准确预测钢板组合梁时变可靠度;以可靠度为寿命评价指标,输入该桥运营60年时的检测信息,更新前、后该桥的使用寿命分别为75年、64年,应提前对桥梁采取维修与养护措施。

关键词：钢板组合梁动态贝叶斯网络构件性能退化组合梁抗力退化模型时变可靠性检测信息可靠度更新使用寿命

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考虑结构性能退化的钢-混组合梁桥疲劳寿命研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2022年第12期45卷 1670-1676页

作者：张立奎孙晓彤金大帅王佐才李德安安徽省交通控股集团有限公司安徽合肥230088 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 土木工程防灾减灾安徽省工程技术研究中心安徽合肥230009

文章对随机车流荷载作用下的钢-混组合梁桥进行疲劳寿命分析,并考虑结构性能退化对钢-混组合梁桥疲劳寿命的影响;以某钢-混组合梁桥为例,建立该桥的有限元模型;利用车辆动态称重系统采集实际交通量数据,对实际交通流分布特征进行统计分... 详细信息

文章对随机车流荷载作用下的钢-混组合梁桥进行疲劳寿命分析,并考虑结构性能退化对钢-混组合梁桥疲劳寿命的影响;以某钢-混组合梁桥为例,建立该桥的有限元模型;利用车辆动态称重系统采集实际交通量数据,对实际交通流分布特征进行统计分析,并通过Monte-Carlo算法生成钢-混组合梁桥随机车流模型;引入裂缝密度概念来反映桥梁混凝土板的刚度折减情况,根据桥梁现场实际检测情况,对钢-混组合梁桥混凝土板进行裂缝密度统计,在此基础上考虑混凝土板不同开裂程度,对钢-混组合梁桥疲劳寿命进行预测。当钢-混组合梁桥混凝土板开裂程度为轻微、一般、较严重时,混凝土板刚度分别退化10.62%、16.52%、34.22%,组合梁桥的疲劳寿命分别降低16.66%、37.31%、56.61%。混凝土板裂缝扩展引起的结构刚度退化对钢-混组合梁桥疲劳性能影响显著。

关键词：钢-混组合梁桥桥梁疲劳性能退化疲劳寿命随机车流

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基于SIFT的特征融合倾斜影像匹配方法

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矿山测量 2020年第5期48卷 113-116,131页

作者：张亮格吴兆福余敏李齐键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

文中融合Hessian-Affine和最大稳定极值区域(maximally stable extremal regions,MSER)提取具有仿射不变性的特征区域,用尺度不变特征变换(scale-invariant feature transform,SIFT)描述子进行描述,利用欧式距离进行初始匹配,用随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)算法提纯。结果表明,对于视角变化约为45°的倾斜影像对,文中方法仍能提取到较多的正确特征点,且耗时仅为仿射-尺度不变特征变换(affine scale-invariant feature transform,ASIFT)算法的1/10。

关键词：倾斜影像匹配最大稳定极值区域算法(MSER) Hessian-Affine

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基于LSTM神经网络的多源数据融合桥梁变形重构方法

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土木与环境工程学报（中英文） 2022年第3期44卷 37-43页

作者：张立奎段大猷王佐才安徽省交通控股集团有限公司合肥230088 合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 合肥工业大学安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室合肥230009 合肥工业大学土木工程防灾减灾安徽省工程技术研究中心合肥230009

桥梁变形是桥梁状态评估的重要指标,在测量桥梁位移时,直接测量方法如LVDT、RTK-GPS、LDV等在实际应用中有很多局限性。由于从所测得的动应变中获得实时的位移模态和应变模态较为困难,而且大多数应变测量的采样频率较低,基于应变的间接... 详细信息

桥梁变形是桥梁状态评估的重要指标,在测量桥梁位移时,直接测量方法如LVDT、RTK-GPS、LDV等在实际应用中有很多局限性。由于从所测得的动应变中获得实时的位移模态和应变模态较为困难,而且大多数应变测量的采样频率较低,基于应变的间接桥梁变形重构方法在应用中仍存在一定的不足。提出一种基于长短时记忆(LSTM)神经网络重构桥梁变形的方法,该网络融合应变和加速度数据在训练后可以用作测量数据实时重构桥梁的变形。在应变模态、位移模态以及桥梁中性轴未知的情况下,该方法可以准确地重构变形。通过数值模拟和试验验证了重构结果的准确性,结果表明,基于LSTM的数据融合方法在不同条件下都可以实现高精度的桥梁变形重构。

关键词：位移重构数据融合长短时记忆网络结构健康监测位移监测

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