检索结果-内蒙古大学图书馆

振动工程学报 2024年第10期37卷 1660-1668页

作者：余岭雷远东侯支龙暨南大学力学与建筑工程学院重大工程灾害与控制教育部重点实验室广东广州510632

稀疏正则化方法已被证明能够有效解决移动荷载识别(MFI)中的不适定性问题。然而,现有研究往往忽略了移动荷载中静态与动态分量之间的差异,导致识别精度受限。为此,提出了一种融合响应先验信息和加权字典的移动荷载识别方法。建立了车桥... 详细信息

稀疏正则化方法已被证明能够有效解决移动荷载识别(MFI)中的不适定性问题。然而,现有研究往往忽略了移动荷载中静态与动态分量之间的差异,导致识别精度受限。为此,提出了一种融合响应先验信息和加权字典的移动荷载识别方法。建立了车桥系统中车致桥梁响应与移动车载之间的线性关系。分别对弯矩和加速度响应开展频域分析,将获得的频率先验信息分别用于构建与静态和动态荷载分量相匹配的加权字典。利用该加权字典,采用ADMM(Alternating Direction Method of Multipliers)分别求解移动荷载中的静态和动态分量。通过实桥数值案例证明了所提方法的有效性,并在实验室开展了一系列MFI实验验证。结果表明,融合响应先验信息和加权字典能够有效提升荷载识别精度,并增强其对噪声的鲁棒性。

关键词：移动荷载识别桥梁健康监测响应先验信息加权字典稀疏正则化

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基于Volterra级数和递推最小二乘法的结构振动响应非线性特征和损伤识别

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计算力学学报 2024年

作者：李雪艳赖煜山刘恩刘荣林赵卫暨南大学力学与建筑工程学院重大工程灾害与控制教育部重点实验室

当结构发生损伤时有可能引发结构的非线性振动，所以进行非线性识别可以检测结构损伤。而Volterra级数可以为非线性振动分析提供简明的分析模型，可以分离振动响应的线性和非线性成分，从而建立起更灵敏的非线性特征指标。在识别Volterr... 详细信息

当结构发生损伤时有可能引发结构的非线性振动，所以进行非线性识别可以检测结构损伤。而Volterra级数可以为非线性振动分析提供简明的分析模型，可以分离振动响应的线性和非线性成分，从而建立起更灵敏的非线性特征指标。在识别Volterra核时，需要输入激励响应和输出振动响应，是一个反问题求解问题。为了避免测试激励响应，本文使用不同测点的振动响应作为输入响应。为了避免矩阵求逆和病态求解问题，提出使用递推最小二乘法。研究了Volterra级数分离的各振动响应成分的特点，然后构建了非线性特征指标，进行非线性损伤位置的识别。为了消除激励位置和输入振动响应位置对非线性特征指标的影响，使用贝叶斯融合对最后的特征指标向量进行融合，最后能准确地识别出损伤位置。通过七层框架结构的多工况分析，验证了所提方法的有效性。

关键词： Volterra级数递推最小二乘法非线性特征识别损伤识别贝叶斯融合

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T形PEC柱抗震性能的数值模拟分析

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建筑钢结构进展 2024年第4期26卷 77-87页

作者：李媛萍刘谋雷暨南大学力学与建筑工程学院广州510632 暨南大学“重大工程灾害与控制”教育部重点实验室广州510632

利用ABAQUS软件对14个T形PEC柱进行低周反复加载模拟,分析不同参数对T形PEC柱抗震性能的影响规律。结果表明:T形PEC柱的滞回曲线呈饱满的平行四边形,且刚度退化稳定,耗能能力和延性良好;提高混凝土强度等级虽然可增大柱的初始刚度,但混... 详细信息

利用ABAQUS软件对14个T形PEC柱进行低周反复加载模拟,分析不同参数对T形PEC柱抗震性能的影响规律。结果表明:T形PEC柱的滞回曲线呈饱满的平行四边形,且刚度退化稳定,耗能能力和延性良好;提高混凝土强度等级虽然可增大柱的初始刚度,但混凝土强度等级过高则会导致柱的延性降低,刚度退化加剧,抗震性能降低;在T形PEC柱内设置横向拉杆,且将x方向和z方向的横向拉杆相互焊接,有利于对混凝土形成套箍作用从而提高柱的抗震性能,但拉杆间距不宜大于150 mm;在T形PEC柱的两侧阴角处分别设置1根纵筋并将其与横向拉杆绑定后形成钢筋笼,能够明显的改善柱的抗震性能。

关键词： T形PEC柱滞回性能刚度退化耗能能力延性

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十字形PEC短柱偏压性能及承载力计算方法研究

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建筑钢结构进展 2024年

作者：李媛萍林启颖李国飞暨南大学力学与建筑工程学院暨南大学重大工程灾害与控制”教育部重点实验室

采用有限元模拟和理论分析相结合的方法，研究了十字形PEC短柱的偏压力学性能并推导出其偏压承载力计算公式。首先利用ABAQUS有限元软件进行数值建模，分别考察在大偏压和小偏压作用下试件的破坏模式和破坏机理，并通过参数分析，研究... 详细信息

采用有限元模拟和理论分析相结合的方法，研究了十字形PEC短柱的偏压力学性能并推导出其偏压承载力计算公式。首先利用ABAQUS有限元软件进行数值建模，分别考察在大偏压和小偏压作用下试件的破坏模式和破坏机理，并通过参数分析，研究混凝土强度、钢材强度、加载角和肢厚比等参数对试件力学性能的影响规律。研究结果显示：在大偏压和小偏压破坏时，主钢件均非全截面屈服，而是在中性轴附近存在弹性核；在小偏心受压时，提高混凝土强度等级可明显增加试件的极限承载力，而在大偏心受压时，提高混凝土强度等级对极限承载力的影响会随着偏心距的增大而减小；提高钢材强度等级无论在大、小偏压情况下均可有效提高十字形PEC柱的极限承载力。另外，本文还分别推导了十字形PEC柱在单偏压和双偏压作用下的N-M曲线简化计算公式，经验证公式具有较好的准确性，可为工程应用提供参考。

关键词：十字形PEC短柱单向偏压双向偏压极限承载力 N-M曲线

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聚氨酯蘑菇状仿生微纤维的混合黏附破坏分析

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材料导报 2024年第10期38卷 248-254页

作者：鲁雯雨宁志华彭焘陈海燕金延暨南大学力学与建筑工程学院 “重大工程灾害与控制”教育部重点实验室广州510632 沈阳市建设工程质量监督站沈阳110071

在仿生学领域壁虎因具有优越的攀爬能力而被广泛研究。为对壁虎仿生微结构的垂直攀爬功能进行设计,本工作对壁虎仿生微纤维与垂直表面之间的黏附机制进行了深入研究。采用双线性内聚力模型对聚氨酯(PU)蘑菇状仿生微纤维与刚性基体之间... 详细信息

在仿生学领域壁虎因具有优越的攀爬能力而被广泛研究。为对壁虎仿生微结构的垂直攀爬功能进行设计,本工作对壁虎仿生微纤维与垂直表面之间的黏附机制进行了深入研究。采用双线性内聚力模型对聚氨酯(PU)蘑菇状仿生微纤维与刚性基体之间的界面黏附行为进行研究。运用压缩+剪切、剪切加载、拉伸+剪切分别模拟壁虎足部的附着、滑移及分离等爬行动作,探讨壁虎爬行过程中的黏附破坏机理。结果表明,在剪切加载、拉伸+剪切混合加载下,界面均发生法向和切向的混合黏附破坏;在压缩+剪切混合加载下,界面发生切向脱黏或混合黏附破坏取决于压缩载荷的大小。法向载荷通过改变微纤维与基体的接触面积来实现对切向黏附承载力的调控。斜向加载下界面的黏附承载力与载荷倾角有关,对于所选用的聚氨酯蘑菇状仿生微纤维,当斜向压力的倾角小于52°时,界面的切向黏附承载力随着斜向压力倾角的增大而增大;最优的斜向拉力方向为17°,沿该方向可用最小的拉力实现界面的脱黏。

关键词：壁虎仿生黏附聚氨酯(PU)蘑菇状微纤维黏附机制混合黏附破坏

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十字形PEC短柱偏压性能及承载力计算方法研究

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建筑钢结构进展 2024年

作者：李媛萍林启颖李国飞暨南大学力学与建筑工程学院暨南大学重大工程灾害与控制”教育部重点实验室

关键词：十字形PEC短柱单向偏压双向偏压极限承载力 N-M曲线

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基于率相关三维弹塑性损伤模型的复合材料渐进失效分析

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复合材料学报 2022年第5期39卷 2482-2494页

作者：刘志明陈静芬毛欢陈君昱暨南大学力学与建筑工程学院“重大工程灾害与控制”教育部重点实验室广州510632

建立了一个同时考虑复合材料非线性力学响应、应变率效应和损伤累积导致材料属性退化的弹塑性三维损伤本构模型。采用改进的塑性力学模型表征材料在动态荷载下的非线性力学行为。为准确预测复合材料在动态荷载下的弹塑性力学响应,引入... 详细信息

建立了一个同时考虑复合材料非线性力学响应、应变率效应和损伤累积导致材料属性退化的弹塑性三维损伤本构模型。采用改进的塑性力学模型表征材料在动态荷载下的非线性力学行为。为准确预测复合材料在动态荷载下的弹塑性力学响应,引入了率相关放大系数对准静态下的塑性强化函数进行修正。采用“断裂带模型”对已开发的本构模型软化段进行规则化,以减轻有限元分析结果的网格敏感性。采用分区反抛物线插值法对基体损伤初始断裂面角度及纤维扭结/劈裂平面角度进行求解。开发包含数值积分算法的用户材料自定义子程序VUMAT,并嵌于有限元程序ABAQUS V6.14中,对力学行为展现显著非线性力学效应和应变率效应的IM7/8552碳纤维/环氧树脂复合材料层合板进行了渐进失效分析,验证本文提出的材料本构模型的有效性。结果显示,预测结果与已报道的试验结果吻合良好,表明已建立的率相关三维弹塑性损伤本构模型能准确预测此类复合材料层合板的在动态荷载下的力学行为,为复合材料构件及其结构设计提供了一种有效的分析方法。

关键词：复合材料应变率效应塑性效应三维损伤本构模型渐进失效分析

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基于Welch法的协方差随机子空间方法的模态参数识别

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力学学报 2022年第10期54卷 2850-2860,I0005页

作者：李雪艳官宇航罗铭涛吴博宇暨南大学力学与建筑工程学院重大工程灾害与控制教育部重点实验室广州510632

对工程结构进行环境激励下的模态参数识别具有重要意义,而随机子空间法作为适合环境激励下模态参数识别的时域方法,由于噪声和复杂激励的原因,会产生虚假模态、真实模态遗漏、系统自动定阶难和计算效率等问题,这些问题阻碍了该方法在实... 详细信息

对工程结构进行环境激励下的模态参数识别具有重要意义,而随机子空间法作为适合环境激励下模态参数识别的时域方法,由于噪声和复杂激励的原因,会产生虚假模态、真实模态遗漏、系统自动定阶难和计算效率等问题,这些问题阻碍了该方法在实际工程中的广泛应用.本文提出了基于Welch法的随机子空间方法,通过Welch法对振动响应在频域进行去噪、降低环境激励和其他不确定性因素影响的处理,把结构固有模态从噪声和激励频率中突显出来,形成富含更多结构模态的Toeplitz矩阵,然后进行奇异值分解和状态矩阵计算,最后进行特征值分析.为了实现自动定阶,对不同奇异值分量构建的状态矩阵得到的特征参数,进行模糊C均值聚类分析和模态的平均相位偏移分析,剔除虚假模态,实现结构模态参数的自动识别.并把本文所提出方法应用于一座大跨悬索桥的实测加速度响应分析,和一座七十层的高层建筑的加速度响应分析,跟频域分解法、传统随机子空间法和基于相关分析的随机子空间法的计算结果进行了比较,发现基于Welch方法的随机子空间法相比于传统随机子空间法和基于相关分析的随机子空间法,在避免模态遗漏和计算效率方面有显著提高,而相对于频域分解法则在自动识别和剔除虚假模态方面有明显优势.

关键词：模态参数识别随机子空间平均相位偏移聚类分析韦尔奇方法

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纤维桥联效应下复合材料层合板的屈曲及分层扩展模拟

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复合材料学报 2022年第5期39卷 2504-2514页

作者：黄勇宁志华暨南大学力学与建筑工程学院“重大工程灾害与控制”教育部重点实验室广州510632

纤维增强复合材料层合板由于层间力学性能弱,容易出现分层损伤。分层的扩展往往伴随着纤维桥联效应,纤维桥联能显著增大层合板尤其是多向层合板分层扩展的阻力。考虑纤维桥联效应的三线性内聚力模型能表征分层扩展实验中断裂韧性的“R... 详细信息

纤维增强复合材料层合板由于层间力学性能弱,容易出现分层损伤。分层的扩展往往伴随着纤维桥联效应,纤维桥联能显著增大层合板尤其是多向层合板分层扩展的阻力。考虑纤维桥联效应的三线性内聚力模型能表征分层扩展实验中断裂韧性的“R曲线”特征,比传统的双线性模型能更为准确地描述复合材料的分层扩展行为。本论文基于三线性内聚力模型,对含圆形分层复合材料层合板的轴向压缩进行数值模拟,探讨纤维桥联效应对分层扩展及后屈曲行为的影响规律。研究结果发现,纤维桥联对层合板的屈曲载荷影响较小;混合屈曲模式下,三线性模型预测的上下子板相对法向位移明显低于双线性模型;相同分层深度下,三线性模型预测的层合板后屈曲更早转变为整体屈曲模式。随着分层深度的增加,层合板的屈曲模式由局部屈曲逐步过渡为混合屈曲和整体屈曲;当分层深度较浅时,Ⅰ型分层扩展占主导;随着分层深度的增加,Ⅰ型分层逐渐减弱,而Ⅱ型和Ⅲ型分层扩展则显著增强;当分层接近板中面时,Ⅰ型分层停止扩展,以Ⅱ型及Ⅲ型分层为主。

关键词：复合材料层合板分层扩展纤维桥联三线性内聚力模型后屈曲

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高低周循环弯曲金属梁强度弱化至破坏的模拟

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华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第1期51卷 9-15页

作者：肖衡李紫韬詹林王思宇暨南大学力学与建筑工程学院广东广州510632 暨南大学重大工程灾害与控制教育部重点实验室广东广州510632 浙江大学航空航天学院浙江杭州310013

基于全程耗散新弹塑性模型,给出金属梁高低周弯曲疲劳破坏的全程统一模拟结果.在不涉及通常引入的损伤变量及特设失效判据的基础上,直接表征金属梁在循环弯曲过程中弯曲强度全程渐变弱化直至丧失的复杂行为.在考虑金属材料从强化到软化... 详细信息

基于全程耗散新弹塑性模型,给出金属梁高低周弯曲疲劳破坏的全程统一模拟结果.在不涉及通常引入的损伤变量及特设失效判据的基础上,直接表征金属梁在循环弯曲过程中弯曲强度全程渐变弱化直至丧失的复杂行为.在考虑金属材料从强化到软化转变的基础上,导出金属梁在循环弯曲过程中截面上非均匀应力-应变和弯矩-曲率的显式关系,并分析金属梁的非线性循环弯曲响应及强度弱化效应,由此直接导出破坏循环数随曲率幅值变化的弯曲疲劳特征曲线,无须借助较为耗时的有限元手段.数值结果表明模型预言与梁循环弯曲的实际疲劳特征一致.

关键词：金属梁拉伸和压缩应力-应变关系强化和软化循环弯曲疲劳特征

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